JP2005192478A - Set of pcr primer pair for arabidopsis thalina mapping, and method for mapping variant gene using the set - Google Patents

Set of pcr primer pair for arabidopsis thalina mapping, and method for mapping variant gene using the set Download PDF

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JP2005192478A JP2004001949A JP2004001949A JP2005192478A JP 2005192478 A JP2005192478 A JP 2005192478A JP 2004001949 A JP2004001949 A JP 2004001949A JP 2004001949 A JP2004001949 A JP 2004001949A JP 2005192478 A JP2005192478 A JP 2005192478A
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Masao Tasaka
昌生 田坂
Miyo Morita
美代 森田
Takehide Kato
壮英 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a set of PCR primer pair for mapping designed over the whole domain of Arabidopsis thalina and capable of identifying Arabidopsis thalina lines. <P>SOLUTION: The set of PCR primer pair for mapping is capable of identifying the respective lines of Arabidopsis thalina on the basis of the difference between PCR products based on polymorphism between the respective lines. This set has a specific base sequence listed on the Tables(1-32)( not illustrated ) designed over the whole domain of the genomic DNA of Arabidopsis thalina. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、シロイヌナズナのマッピング用PCRプライマー対のセット、およびそれを用いた変異遺伝子のマッピング方法に関する。本発明のPCRプライマー対のセットは、シロイヌナズナの新規変異株の原因遺伝子をマップベースでクローニングするときに有用であり、マッピングの操作を簡便に機械的に行うことを可能にする。   The present invention relates to a set of PCR primer pairs for mapping Arabidopsis thaliana, and a mutant gene mapping method using the same. The set of PCR primer pairs of the present invention is useful when cloning a causative gene of a novel mutant of Arabidopsis thaliana on a map basis, and enables a mapping operation to be performed mechanically easily.

対象植物の種々の現象に関連する遺伝子を同定する際、まずシロイヌナズナの変異株を使って該当遺伝子を同定し、それと同等の機能を有する対象植物の遺伝子を、ホモロジーをもとに得ることが一般に行われている。そのため、シロイヌナズナの変異株の原因遺伝子について、その染色体上での位置(遺伝子座)をできるだけ早く正確に同定することが重要である。   When identifying genes related to various phenomena in the target plant, it is generally found that the relevant gene is first identified using a mutant of Arabidopsis thaliana, and the gene of the target plant having the same function is obtained based on homology. Has been done. Therefore, it is important to identify the causative genes of Arabidopsis mutants on the chromosome (locus) as accurately as possible.

近年、遺伝子の染色体上での位置を決定すること(すなわちマッピング)は、シロイヌナズナの2系統間でのDNA配列の多型を利用して行われている(非特許文献1(モデル植物の実験プロトコール 秀潤社)、非特許文献2(植物のゲノム研究プロトコール 秀潤社))。この手法において、多型は、シロイヌナズナの各系統を識別する情報を与えるとともに、染色体上での位置情報を与える役割を果たす。   In recent years, determination of the position of a gene on the chromosome (that is, mapping) has been performed by utilizing a polymorphism of a DNA sequence between two Arabidopsis strains (Non-Patent Document 1 (Experimental Protocol for Model Plants). Shujunsha), Non-Patent Document 2 (Plant Genome Research Protocol Shujunsha)). In this method, the polymorphism functions to provide information for identifying each strain of Arabidopsis and to provide positional information on the chromosome.

しかし、従来、シロイヌナズナの変異株の原因遺伝子をマッピングする際、多型を検出するためのPCRプライマーの設計がその都度行われていた。しかし、ここで行われるPCRプライマーの設計は、あくまで個々の遺伝子に対応したものであり、同定したい遺伝子が変われば、PCRプライマーの設計から常にやり直す必要があった。   However, conventionally, when mapping a causative gene of a mutant of Arabidopsis thaliana, a PCR primer for detecting a polymorphism has been designed each time. However, the PCR primer design performed here corresponds to individual genes, and if the gene to be identified changes, it is necessary to always start over from the PCR primer design.

モデル植物の実験プロトコール 秀潤社Experimental protocol for model plants Shujunsha

植物のゲノム研究プロトコール 秀潤社Plant Genome Research Protocol Shujunsha

上記事情に鑑み、本発明は、シロイヌナズナの全ゲノム領域にわたって設計された、シロイヌナズナの各系統をその多型に基いて識別することが可能なマッピング用PCRプライマー対のセットを提供することを目的とする。また本発明は、前記マッピング用PCRプライマー対のセットを用いた、迅速かつ簡便な変異遺伝子のマッピング方法を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a set of mapping PCR primer pairs designed over the entire genome region of Arabidopsis thaliana and capable of distinguishing each Arabidopsis strain based on its polymorphism. To do. Another object of the present invention is to provide a rapid and simple method for mapping a mutated gene using the set of PCR primer pairs for mapping.

上記課題を解決するため、本発明は、以下に記載の手段[1]〜[8]を提供する。   In order to solve the above problems, the present invention provides means [1] to [8] described below.

[1] シロイヌナズナの各系統を、各系統間の多型に基くPCR産物の差異により識別することが可能なマッピング用PCRプライマー対の全セットであって、
シロイヌナズナのゲノムDNAの全領域にわたって設計された表1〜表32に記載のプライマー番号1〜366のプライマー対の全セット。
[2] シロイヌナズナの各系統を、各系統間の多型に基くPCR産物の差異により識別することが可能なマッピング用PCRプライマー対であって、
シロイヌナズナのゲノムDNAの全領域にわたって設計された表1〜表32に記載のプライマー番号1〜366のプライマー対から選択される何れか1のプライマー対。
[3] シロイヌナズナの各系統を、各系統間の多型に基くPCR産物の差異により識別することが可能なマッピング用PCRプライマー対のサブセットであって、
表1〜表32に記載のプライマー番号1〜366のプライマー対から選択される複数のプライマー対から構成され、かつシロイヌナズナのゲノムDNAの全領域にわたって所定の間隔で設計されたプライマー対のサブセット。
[1] A complete set of mapping PCR primer pairs capable of distinguishing each strain of Arabidopsis thaliana by the difference in PCR products based on polymorphism between each strain,
33. A complete set of primer pairs of primer numbers 1 to 366 listed in Tables 1 to 32 designed over the entire region of Arabidopsis genomic DNA.
[2] A mapping PCR primer pair capable of distinguishing each strain of Arabidopsis thaliana by a difference in PCR product based on polymorphism between each strain,
Any one primer pair selected from the primer pairs of primer numbers 1 to 366 shown in Tables 1 to 32 designed over the entire region of the genomic DNA of Arabidopsis thaliana.
[3] A subset of mapping PCR primer pairs capable of distinguishing each strain of Arabidopsis by the difference in PCR products based on polymorphisms between each strain,
A subset of primer pairs composed of a plurality of primer pairs selected from the primer pairs of primer numbers 1 to 366 described in Tables 1 to 32 and designed at predetermined intervals over the entire region of Arabidopsis genomic DNA.

[4] シロイヌナズナの各系統を、各系統間の多型に基くPCR産物の差異により識別することが可能なマッピング用PCRプライマー対のサブセットであって、
以下の組み合わせから構成されるプライマー対のサブセット:
A)シロイヌナズナ第一染色体のゲノムDNAをa個(aは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第一染色体のゲノムDNA上に設計された表1〜表10に記載のプライマー番号1〜109のプライマー対を前記領域に対応させたa個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計a個のプライマー対;
B)シロイヌナズナ第二染色体のゲノムDNAをb個(bは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第二染色体のゲノムDNA上に設計された表11〜表15に記載のプライマー番号110〜168のプライマー対を前記領域に対応させたb個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計b個のプライマー対;
C)シロイヌナズナ第三染色体のゲノムDNAをc個(cは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第三染色体のゲノムDNA上に設計された表16〜表20に記載のプライマー番号169〜228のプライマー対を前記領域に対応させたc個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計c個のプライマー対;
D)シロイヌナズナ第四染色体のゲノムDNAをd個(dは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第四染色体のゲノムDNA上に設計された表21〜表24に記載のプライマー番号229〜274のプライマー対を前記領域に対応させたd個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計d個のプライマー対;および
E)シロイヌナズナ第五染色体のゲノムDNAをe個(eは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第五染色体のゲノムDNA上に設計された表25〜表32に記載のプライマー番号275〜366のプライマー対を前記領域に対応させたe個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計e個のプライマー対。
[5] シロイヌナズナの各系統を、各系統間の多型に基くPCR産物の差異により識別することが可能なマッピング用PCRプライマー対のサブセットであって、
以下の組み合わせから構成されるプライマー対のサブセット:
a)シロイヌナズナ第一染色体の北側領域に設計された表1〜表3に記載のプライマー番号1〜30のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
b)シロイヌナズナ第一染色体の中央領域に設計された表3〜表5に記載のプライマー番号31〜60のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
c)シロイヌナズナ第一染色体の南側領域に設計された表6〜表10に記載のプライマー番号61〜109のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
d)シロイヌナズナ第二染色体の北側領域に設計された表11〜表12に記載のプライマー番号110〜130のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
e)シロイヌナズナ第二染色体の中央領域に設計された表12〜表14に記載のプライマー番号131〜150のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
f)シロイヌナズナ第二染色体の南側領域に設計された表14〜表15に記載のプライマー番号151〜168のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
g)シロイヌナズナ第三染色体の北側領域に設計された表16〜表17に記載のプライマー番号169〜188のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
h)シロイヌナズナ第三染色体の中央領域に設計された表17〜表19に記載のプライマー番号189〜208のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
i)シロイヌナズナ第三染色体の南側領域に設計された表19〜表20に記載のプライマー番号209〜228のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
j)シロイヌナズナ第四染色体の北側領域に設計された表21〜表22に記載のプライマー番号229〜243のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
k)シロイヌナズナ第四染色体の中央領域に設計された表22〜表23に記載のプライマー番号244〜259のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
l)シロイヌナズナ第四染色体の南側領域に設計された表23〜表24に記載のプライマー番号260〜274のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
m)シロイヌナズナ第五染色体の北側領域に設計された表25〜表27に記載のプライマー番号275〜305のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
n)シロイヌナズナ第五染色体の中央領域に設計された表27〜表30に記載のプライマー番号306〜336のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;および
o)シロイヌナズナ第五染色体の南側領域に設計された表30〜表32に記載のプライマー番号337〜366のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対。
[4] A subset of mapping PCR primer pairs capable of distinguishing each strain of Arabidopsis thaliana by the difference in PCR products based on polymorphism between each strain,
A subset of primer pairs consisting of the following combinations:
A) Primers described in Tables 1 to 10 designed on the genomic DNA of the first chromosome by dividing the genomic DNA of the Arabidopsis first chromosome into a substantially equal region of a (a is an integer of 2 or more). A total of a primer pairs obtained by classifying the primer pairs of Nos. 1 to 109 into a groups corresponding to the regions and selecting one primer pair from each group;
B) Primers according to Tables 11 to 15 designed on the genomic DNA of the second chromosome by dividing the genomic DNA of the second chromosome of Arabidopsis into b (b is an integer of 2 or more) substantially equal regions. A total of b primer pairs obtained by classifying the primer pairs of numbers 110 to 168 into b groups corresponding to the regions and selecting one primer pair from each group;
C) Primers according to Table 16 to Table 20 designed on the genomic DNA of the third chromosome by dividing the genomic DNA of the third chromosome of Arabidopsis into c (c is an integer of 2 or more) substantially equal regions A total of c primer pairs obtained by classifying the primer pairs of numbers 169 to 228 into c groups corresponding to the region and selecting one primer pair from each group;
D) The primers shown in Tables 21 to 24 designed on the genomic DNA of the fourth chromosome by dividing the genomic DNA of the fourth chromosome of Arabidopsis thaliana into d almost equal regions (d is an integer of 2 or more). A total of d primer pairs obtained by classifying the primer pairs of numbers 229 to 274 into d groups corresponding to the region and selecting one primer pair from each group; and E) Arabidopsis fifth By dividing the genomic DNA of the chromosome into e (e is an integer of 2 or more) substantially equal regions, primer numbers 275 to 366 shown in Tables 25 to 32 designed on the genomic DNA of the fifth chromosome The primer pairs are classified into e groups corresponding to the regions, and a total of e primers obtained by selecting one primer pair from each group. Rimmer vs.
[5] A subset of mapping PCR primer pairs capable of distinguishing each strain of Arabidopsis by the difference in PCR products based on polymorphisms between each strain,
A subset of primer pairs consisting of the following combinations:
a) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 1 to 30 described in Tables 1 to 3 designed in the northern region of Arabidopsis first chromosome;
b) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 31 to 60 described in Tables 3 to 5 designed in the central region of Arabidopsis first chromosome;
c) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 61 to 109 described in Tables 6 to 10 designed in the southern region of the first chromosome of Arabidopsis thaliana;
d) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 110 to 130 described in Tables 11 to 12 designed in the northern region of Arabidopsis second chromosome;
e) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 131 to 150 described in Table 12 to Table 14 designed in the central region of Arabidopsis second chromosome;
f) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 151 to 168 shown in Tables 14 to 15 designed in the southern region of Arabidopsis second chromosome;
g) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 169 to 188 listed in Table 16 to Table 17 designed in the northern region of the third chromosome of Arabidopsis thaliana;
h) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 189 to 208 listed in Table 17 to Table 19 designed in the central region of Arabidopsis third chromosome;
i) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 209 to 228 described in Tables 19 to 20 designed in the southern region of the third chromosome of Arabidopsis thaliana;
j) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 229 to 243 described in Tables 21 to 22 designed in the northern region of Arabidopsis fourth chromosome;
k) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 244 to 259 described in Table 22 to Table 23 designed in the central region of Arabidopsis fourth chromosome;
l) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 260 to 274 described in Table 23 to Table 24 designed in the southern region of Arabidopsis fourth chromosome;
m) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 275 to 305 described in Table 25 to Table 27 designed in the northern region of Arabidopsis chromosome 5;
n) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 306 to 336 listed in Table 27 to Table 30 designed in the central region of Arabidopsis chromosome 5; and o) Arabidopsis fifth chromosome Any one primer pair selected from the group consisting of primer pairs of primer numbers 337 to 366 described in Table 30 to Table 32 designed in the south region of

[6] シロイヌナズナの変異遺伝子をマッピングする方法であって、
(1)変異遺伝子を有するシロイヌナズナ変異体と、該変異体とは異なる系統の野生型シロイヌナズナとを交配し、第一世代を得る工程と、
(2)得られた前記第一世代を自家受粉させて複数の第二世代を得る工程と、
(3)(i)前記第一世代が前記野生型の表現型を示す場合(すなわち、変異遺伝子が劣性遺伝子である場合)、得られた前記第二世代のなかから前記変異体の表現型を示す複数の第二世代を選択する工程、あるいは(ii)前記第一世代が前記変異体の表現型を示す場合(すなわち、変異遺伝子が優性遺伝子である場合)、得られた前記第二世代のなかから前記野生型の表現型を示す複数の第二世代を選択する工程と、
(4)前記工程(3)で選択された複数の第二世代のうちの一個体のゲノムDNAを鋳型として、上記手段[3]〜[5]の何れか1に記載のマッピング用PCRプライマー対のサブセットの各プライマー対を用いてそれぞれPCRを行い、各プライマー対が増幅したゲノムDNAの各部位が、各系統間の多型に基くPCR産物のサイズの違いまたはPCR産物の切断断片のパターンの違いにより、前記変異体の系統に由来する部位であるか前記野生型の系統に由来する部位であるかをそれぞれ同定する工程であって、該PCRおよび同定が、前記工程(3)で選択された前記複数の第二世代の全個体の各ゲノムDNAに対してそれぞれ行われる工程と、
(5)(i)前記第一世代が前記野生型の表現型を示す場合、選択された前記複数の第二世代の最多数において前記変異体の系統に由来すると同定されたゲノムDNAの部位を決定し、ここで決定されたゲノムDNAの部位の近傍に変異遺伝子が存在すると決定する工程、あるいは(ii)前記第一世代が前記変異体の表現型を示す場合、選択された前記複数の第二世代の最多数において前記野生型の系統に由来すると同定されたゲノムDNAの部位を決定し、ここで決定されたゲノムDNAの部位の近傍に変異遺伝子が存在すると決定する工程と
を含むことを特徴とする方法。
[7] 上記手段[6]に記載のシロイヌナズナの変異遺伝子をマッピングする方法であって、更に以下の工程を含むことを特徴とする方法:
(6)表1〜表32に記載のプライマー番号1〜366のプライマー対のなかから、前記工程(5)で決定されたゲノムDNAの部位の近傍に設計されているプライマー対を複数選択する工程と、
(7)前記工程(3)で選択された複数の第二世代のうちの一個体のゲノムDNAを鋳型として、前記工程(6)で選択された各プライマー対を用いてそれぞれPCRを行い、各プライマー対が増幅したゲノムDNAの各部位が、各系統間の多型に基くPCR産物のサイズの違いまたはPCR産物の切断断片のパターンの違いにより、前記変異体の系統に由来する部位であるか前記野生型の系統に由来する部位であるかをそれぞれ同定する工程であって、該PCRおよび同定が、前記工程(3)で選択された前記複数の第二世代の全個体の各ゲノムDNAに対してそれぞれ行われる工程と、
(8)前記工程(7)で同定された結果に基づいて、前記複数の第二世代が有する染色体のなかから、前記変異体の系統に由来する部位と前記野生型に由来する部位の両方を有するキメラ染色体を複数選択する工程と、
(9)(i)前記第一世代が前記野生型の表現型を示す場合、前記工程(7)で同定された結果から、前記キメラ染色体のそれぞれにおいて、前記野生型の系統に由来する染色体領域(すなわち変異遺伝子が存在しない領域)を決定する工程、あるいは(ii)前記第一世代が前記変異体の表現型を示す場合、前記工程(7)で同定された結果から、前記キメラ染色体のそれぞれにおいて、前記変異型の系統に由来する染色体領域(すなわち変異遺伝子が存在しない領域)を決定する工程と、
(10)前記複数のキメラ染色体において前記工程(9)で決定された各染色体領域の何れにも該当しない染色体領域に、変異遺伝子が存在すると決定する工程。
[8] 上記手段[7]に記載のシロイヌナズナの変異遺伝子をマッピングする方法であって、更に以下の工程を含むことを特徴とする方法:
(11)前記工程(10)で決定された染色体領域の範囲内で組換えを起こしたキメラ染色体を有する第二世代を、前記工程(1)および(2)により調製される第二世代のなかから複数選択する工程と、
(12)表1〜表32に記載のプライマー番号1〜366のプライマー対のなかから、前記工程(10)で決定された染色体領域を挟むように設計されているプライマー対および前記工程(10)で決定された染色体領域内に設計されているプライマー対を複数選択する工程と、
(13)前記工程(11)で選択された複数の第二世代のうちの一個体のゲノムDNAを鋳型として、前記工程(12)で選択された各プライマー対を用いてそれぞれPCRを行い、各プライマー対が増幅したゲノムDNAの各部位が、各系統間の多型に基くPCR産物のサイズの違いまたはPCR産物の切断断片のパターンの違いにより、前記変異体の系統に由来する部位であるか前記野生型の系統に由来する部位であるかをそれぞれ同定する工程であって、該PCRおよび同定が、前記工程(11)で選択された前記複数の第二世代の全個体の各ゲノムDNAに対してそれぞれ行われる工程と、
(14)(i)前記第一世代が前記野生型の表現型を示す場合、前記工程(11)で選択された複数の第二世代のなかから、変異型の表現型を示す個体を複数選抜する工程、あるいは(ii)前記第一世代が前記変異体の表現型を示す場合、前記工程(11)で選択された複数の第二世代のなかから、野生型の表現型を示す個体を複数選抜する工程と、
(15)(i)前記第一世代が前記野生型の表現型を示す場合、前記工程(13)で同定された結果から、前記工程(14)で選抜された個体のキメラ染色体のそれぞれにおいて、前記野生型の系統に由来する染色体領域(すなわち変異遺伝子が存在しない領域)を決定する工程、あるいは(ii)前記第一世代が前記変異体の表現型を示す場合、前記工程(13)で同定された結果から、前記工程(14)で選抜された個体のキメラ染色体のそれぞれにおいて、前記変異型の系統に由来する染色体領域(すなわち変異遺伝子が存在しない領域)を決定する工程と、
(16)前記複数のキメラ染色体において前記工程(15)で決定された各染色体領域の何れにも該当しない染色体領域に、変異遺伝子が存在すると決定する工程。
[6] A method for mapping a mutant gene of Arabidopsis,
(1) crossing an Arabidopsis mutant having a mutant gene with a wild-type Arabidopsis thaliana having a different strain from the mutant to obtain a first generation;
(2) self-pollinating the obtained first generation to obtain a plurality of second generations;
(3) (i) When the first generation shows the wild type phenotype (ie, when the mutant gene is a recessive gene), the phenotype of the mutant is selected from the obtained second generation. Selecting a plurality of second generations to be indicated, or (ii) if the first generation exhibits the mutant phenotype (ie, the mutant gene is a dominant gene), Selecting a plurality of second generations exhibiting the wild type phenotype from among them,
(4) The mapping PCR primer pair according to any one of the above means [3] to [5], using as a template genomic DNA of one individual of the plurality of second generations selected in the step (3) PCR was carried out using each primer pair of each of the subsets, and each portion of the genomic DNA amplified by each primer pair represents the difference in the size of the PCR product based on the polymorphism between the strains or the pattern of the cleavage fragment of the PCR product. A step of identifying whether the site is derived from the mutant strain or the wild-type strain according to the difference, wherein the PCR and identification are selected in the step (3). A step performed on each genomic DNA of each of the plurality of second generation individuals,
(5) (i) when the first generation exhibits the wild-type phenotype, a site of genomic DNA identified as being derived from the mutant strain in the largest number of the selected second generations Determining and determining that the mutant gene is present in the vicinity of the determined genomic DNA site, or (ii) if the first generation exhibits the mutant phenotype, Determining a site of genomic DNA identified as being derived from the wild-type strain in the largest number of two generations, and determining that a mutant gene is present in the vicinity of the site of genomic DNA determined here. Feature method.
[7] A method for mapping an Arabidopsis mutant gene according to the above means [6], which further comprises the following steps:
(6) A step of selecting a plurality of primer pairs designed in the vicinity of the genomic DNA site determined in step (5) from the primer pairs of primer numbers 1 to 366 described in Tables 1 to 32 When,
(7) PCR is performed using each primer pair selected in the step (6), using the genomic DNA of one individual of the plurality of second generations selected in the step (3) as a template, Whether each site of genomic DNA amplified by the primer pair is a site derived from the mutant strain due to the difference in the size of the PCR product based on the polymorphism between the strains or the pattern of the cleavage fragment of the PCR product Identifying whether each site is derived from the wild-type strain, wherein the PCR and identification are performed on each genomic DNA of the plurality of second generation individuals selected in the step (3). For each process,
(8) Based on the result identified in the step (7), from the chromosomes of the plurality of second generations, both the site derived from the mutant strain and the site derived from the wild type Selecting a plurality of chimeric chromosomes having,
(9) (i) When the first generation exhibits the wild type phenotype, from the result identified in the step (7), a chromosomal region derived from the wild type strain in each of the chimeric chromosomes (Ie, a region where no mutant gene is present), or (ii) when the first generation shows the mutant phenotype, from the result identified in the step (7), Determining the chromosomal region derived from the mutant strain (i.e., the region where the mutant gene does not exist),
(10) A step of determining that a mutant gene is present in a chromosomal region that does not correspond to any of the chromosomal regions determined in the step (9) in the plurality of chimeric chromosomes.
[8] A method for mapping a mutant gene of Arabidopsis as described in the above means [7], further comprising the following steps:
(11) A second generation having a chimeric chromosome that has undergone recombination within the chromosomal region determined in the step (10) is selected from the second generation prepared by the steps (1) and (2). Multiple selection from
(12) A primer pair designed to sandwich the chromosomal region determined in the step (10) from the primer pairs of primer numbers 1 to 366 described in Tables 1 to 32 and the step (10) A step of selecting a plurality of primer pairs designed in the chromosomal region determined in
(13) PCR is performed using each primer pair selected in the step (12), using as a template genomic DNA of one individual of the plurality of second generations selected in the step (11), Whether each site of genomic DNA amplified by the primer pair is a site derived from the mutant strain due to the difference in the size of the PCR product based on the polymorphism between the strains or the pattern of the cleavage fragment of the PCR product Identifying whether each site is derived from the wild-type strain, wherein the PCR and identification are performed on each genomic DNA of the plurality of second-generation individuals selected in the step (11). For each process,
(14) (i) When the first generation exhibits the wild type phenotype, a plurality of individuals exhibiting a mutant phenotype are selected from the plurality of second generations selected in the step (11). Or (ii) when the first generation exhibits the mutant phenotype, a plurality of individuals exhibiting a wild type phenotype are selected from the plurality of second generations selected in the step (11). A process of selecting,
(15) (i) When the first generation exhibits the wild-type phenotype, from the result identified in the step (13), in each of the individual chimeric chromosomes selected in the step (14), A step of determining a chromosomal region derived from the wild-type strain (ie, a region where no mutated gene is present), or (ii) when the first generation shows the mutant phenotype, the identification in the step (13) From the results obtained, in each of the individual chimeric chromosomes selected in the step (14), a step of determining a chromosomal region derived from the mutant strain (that is, a region where no mutated gene is present);
(16) A step of determining that a mutated gene is present in a chromosomal region that does not correspond to any of the chromosomal regions determined in the step (15) in the plurality of chimeric chromosomes.

本発明のマッピング方法に従って、ある変異株とそれとは異なる系統の野生株とを交配させ、得られた第一世代を自家受粉させ、作成した第二世代の数十個体からDNAを回収し、本発明のマッピング用PCRプライマー対のセットの一部をつかってPCRを行い、PCR産物のサイズの違いあるいはPCR産物の切断断片のパターンの違いにより、変異株由来の染色体部位を同定し、第二世代の最も多くにおいて変異株由来の染色体部位と同定された部位を決定することにより、変異遺伝子の染色体上のおおよその位置を決めることができる。   According to the mapping method of the present invention, a mutant strain and a wild strain of a different strain are crossed, the first generation obtained is self-pollinated, DNA is recovered from several tens of individuals of the second generation, Perform PCR using a part of the set of PCR primer pairs for mapping of the invention, identify the chromosome site derived from the mutant strain by the difference in the size of the PCR product or the pattern of the cleavage fragment of the PCR product, and the second generation In most cases, the approximate location of the mutated gene on the chromosome can be determined by determining the site identified as the chromosomal site from the mutant strain.

更に、変異遺伝子の染色体上のおおよその位置が決定された後、この位置の近傍に設計されている本発明のマッピング用PCRプライマー対を用いて、更に変異遺伝子の位置を絞り込むことができる。   Furthermore, after the approximate position of the mutant gene on the chromosome is determined, the position of the mutant gene can be further narrowed down using the mapping PCR primer pair of the present invention designed in the vicinity of this position.

このように、本発明のマッピング用PCRプライマーセットを利用すると、シロイヌナズナの新規変異株の原因遺伝子を、ごく短期間に染色体上の約400kb以内にマッピングすることができる。400kbの範囲には、平均40個の遺伝子が存在する可能性が高く、これら遺伝子のなかから原因遺伝子を同定することが可能となる。従って、本発明のマッピング方法を利用して迅速かつ簡便にシロイヌナズナの原因遺伝子を同定することにより、他の植物遺伝子の機能解析が早まることが期待される。   Thus, by using the PCR primer set for mapping of the present invention, the causative gene of a new mutant of Arabidopsis thaliana can be mapped within about 400 kb on the chromosome in a very short time. There is a high possibility that an average of 40 genes are present in the 400 kb range, and it becomes possible to identify the causative gene from these genes. Therefore, it is expected that functional analysis of other plant genes will be accelerated by identifying the causative genes of Arabidopsis thaliana using the mapping method of the present invention quickly and easily.

1.シロイヌナズナのマッピング用PCRプライマー対のセット
本発明のシロイヌナズナのマッピング用PCRプライマー対のセットは、以下に記載のとおり設計された。
1. Set of PCR primer pairs for mapping Arabidopsis thaliana The set of PCR primer pairs for mapping Arabidopsis thaliana of the present invention was designed as described below.

シロイヌナズナの全ゲノム配列は、既に決められている。シロイヌナズナ研究に頻繁に用いられるのはコロンビア系統とランズバーグ系統であり、コロンビア系統はThe Arabidopsis Information Research (TAIR) によりその全ゲノム塩基配列が公開されている(http://www.arabidopsis.org)。また、ランズバーグ系統の配列解読も進められており、コロンビア系統とランズバーグ系統の間で多型が見られる位置が抽出されている。このような多型の抽出は、かつてCereon Genomics社によりおこなわれ、学術研究のために公開されていた。現在はMonsant社に移管され公開されている(http://www.arabidopsis.org/Cereon/index.html)。   The complete genome sequence of Arabidopsis has already been determined. The Colombian line and the Lansburg line are frequently used for Arabidopsis research, and the complete genome sequence of the Colombian line is published by The Arabidopsis Information Research (TAIR) (http://www.arabidopsis.org) . In addition, the sequencing of the Lansburg system is also progressing, and the positions where polymorphisms are seen between the Colombia system and the Lansburg system have been extracted. Such polymorphic extraction was once done by Cereon Genomics and made available for academic research. Currently transferred to Monsant and published (http://www.arabidopsis.org/Cereon/index.html).

本発明では、この多型情報をもとに、PCR法に基づいた多型検出ができるようにプライマー対を設計した。本発明では、ゲノムDNAの全領域にわたってほぼ一定間隔でプライマー対を設計し、プライマー対のセットとした。すなわち、本発明のマッピング用PCRプライマー対は、該プライマー対を用いて異なる系統のシロイヌナズナゲノムDNAを鋳型としてPCRを行った際、得られるPCR産物の差異あるいはPCR産物の切断断片のパターンの差異によりシロイヌナズナの系統を識別することが可能である。   In the present invention, based on this polymorphism information, a primer pair is designed so that polymorphism detection based on the PCR method can be performed. In the present invention, primer pairs are designed at almost regular intervals over the entire region of the genomic DNA to form a primer pair set. That is, the PCR primer pair for mapping according to the present invention is based on the difference in the PCR product obtained or the difference in the pattern of the cleaved fragment of the PCR product when PCR is performed using the primer pair as a template with different strains of Arabidopsis genomic DNA. It is possible to identify Arabidopsis strains.

プライマーの設計は、具体的には、多型を示す塩基を含む約200〜1500bpの領域を増幅できるようにプライマーの位置を決め、コロンビア系統のゲノム配列情報に基づいてプライマーを合成した。合成したプライマーを用いて、実際にコロンビア系統およびランズバーグ系統でもPCR行うことが可能であることを確認し、更に、PCR産物の鎖長の違いあるいはPCR産物を制限酵素処理したときの鎖長の違いによって、両系統の間で多型検出が可能であることを確認した。   Specifically, the primer was positioned so that a region of about 200 to 1500 bp including a base showing a polymorphism could be amplified, and the primer was synthesized based on the genome sequence information of the Colombian strain. Using the synthesized primers, it was confirmed that PCR could actually be performed in the Colombian and Lansburg strains, and further, the difference in the PCR product chain length or the length of the PCR product when the PCR product was treated with a restriction enzyme. Due to the difference, it was confirmed that polymorphism could be detected between both strains.

更に本発明では、研究によく使用されるシロイヌナズナのWs系統が、上記プライマーを用いて、コロンビア系統との間で、並びにランズバーグ系統との間で多型検出が可能であることを確認した。   Furthermore, in the present invention, it was confirmed that the Ws strain of Arabidopsis thaliana often used in the study can detect polymorphism with the Colombian strain and with the Landsburg strain using the above primers.

このようにして設計された366組のPCRプライマー対のセットを、以下の表1〜32に示す。   A set of 366 PCR primer pairs designed in this way is shown in Tables 1-32 below.

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表1〜表10は、第一染色体上に設計されたプライマー対を、染色体の北側領域(染色体DNAの5’端)から順に示す。同様に、表11〜表15は、第二染色体上に設計されたプライマー対を染色体の北側領域(染色体DNAの5’端)から順に示し、表16〜表20は、第三染色体上に設計されたプライマー対を染色体の北側領域(染色体DNAの5’端)から順に示し、表21〜表24は、第四染色体上に設計されたプライマー対を染色体の北側領域(染色体DNAの5’端)から順に示し、表25〜表32は、第五染色体上に設計されたプライマー対を染色体の北側領域(染色体DNAの5’端)から順に示す。   Tables 1 to 10 show the primer pairs designed on the first chromosome in order from the northern region of the chromosome (5 'end of chromosomal DNA). Similarly, Tables 11 to 15 show primer pairs designed on the second chromosome in order from the northern region of the chromosome (5 ′ end of the chromosomal DNA), and Tables 16 to 20 show the primer pairs designed on the third chromosome. The primer pairs thus obtained are shown in order from the north region of the chromosome (5 ′ end of the chromosomal DNA), and Tables 21 to 24 show the primer pairs designed on the fourth chromosome in the north region of the chromosome (5 ′ end of the chromosomal DNA). Table 25 to Table 32 show primer pairs designed on the fifth chromosome in order from the northern region of the chromosome (5 ′ end of the chromosomal DNA).

これらの表において、「SSLP(Simple Sequence Length Polymorphism)」は、該当するプライマー対を使用しコロンビア系統およびランズバーグ系統それぞれのゲノムDNAを鋳型としてPCRを行った場合、各系統間の多型により各増幅断片の長さが異なることを意味する。すなわち、「SSLP」と記載されたプライマー対を使用すれば、各増幅断片の長さの違いにより、当該プライマー対が増幅可能な染色体上の部位が、どちらのシロイヌナズナの系統に由来するか決定することができる。また、「CAPS(Cleaved Amplified Polymorphic Sequence)」は、該当するプライマー対を使用しコロンビア系統およびランズバーグ系統それぞれのゲノムDNAを鋳型としてPCRを行い、その増幅断片を所定の制限酵素(当該表に記載)で切断した場合、各系統間の多型により各切断断片のパターン(切断断片の数および長さ)が異なることを意味する。すなわち、「CAPS」と記載されたプライマー対を使用すれば、各切断断片のパターンの違いにより、当該プライマー対が増幅可能な染色体上の部位が、どちらのシロイヌナズナの系統に由来するか決定することができる。ここで使用される制限酵素は、表中に「制限酵素」として記載される。   In these tables, “SSLP (Simple Sequence Length Polymorphism)” means that when PCR is performed using the corresponding primer pair and the genomic DNA of each of the Colombian and Lansburg strains as a template, It means that the length of the amplified fragment is different. That is, when a primer pair described as “SSLP” is used, the Arabidopsis thaliana lineage that determines the site on the chromosome where the primer pair can be amplified is determined depending on the length of each amplified fragment. be able to. In addition, “CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequence)” is a PCR performed using the corresponding primer pairs and the genomic DNAs of the Colombian line and the Lansburg line as templates, and the amplified fragments are subjected to predetermined restriction enzymes (described in the table). ) Means that the pattern (number and length of the cleaved fragments) of each cleaved fragment differs depending on the polymorphism between each strain. That is, if a primer pair described as “CAPS” is used, the Arabidopsis thaliana strain from which the site on the chromosome where the primer pair can be amplified is derived depends on the pattern of each cut fragment Can do. The restriction enzymes used here are described as “restriction enzymes” in the table.

また、表中「Col」は、SSLPの場合、コロンビア系統のゲノムDNAを鋳型としてPCRを行った際の増幅断片のサイズ(bp)を示し、CAPSの場合、コロンビア系統のゲノムDNAを鋳型としてPCRを行い得られた増幅断片を所定の制限酵素で切断した際の切断断片のサイズ(bp)を示す。同様に、表中「Ler」は、SSLPの場合、ランズバーグ系統のゲノムDNAを鋳型としてPCRを行った際の増幅断片のサイズ(bp)を示し、CAPSの場合、ランズバーグ系統のゲノムDNAを鋳型としてPCRを行い得られた増幅断片を所定の制限酵素で切断した際の切断断片のサイズ(bp)を示す。同様に、表中「WS」は、SSLPの場合、Ws系統のゲノムDNAを鋳型としてPCRを行った際の増幅断片のサイズ(bp)を示し、CAPSの場合、Ws系統のゲノムDNAを鋳型としてPCRを行い得られた増幅断片を所定の制限酵素で切断した際の切断断片のサイズ(bp)を示す。   In the table, “Col” indicates the size (bp) of the amplified fragment when PCR was performed using the Colombian strain genomic DNA as a template in the case of SSLP, and in the case of CAPS, PCR was performed using the Colombian strain genomic DNA as a template. Shows the size (bp) of the cleaved fragment when the amplified fragment obtained by cleaving is cleaved with a predetermined restriction enzyme. Similarly, “Ler” in the table indicates the size (bp) of the amplified fragment when PCR was performed using the genomic DNA of the Lansburg strain as a template in the case of SSLP, and the genomic DNA of the Lansburg strain was represented in the case of CAPS. The size (bp) of the cleaved fragment when the amplified fragment obtained by performing PCR as a template is cleaved with a predetermined restriction enzyme is shown. Similarly, “WS” in the table indicates the size (bp) of the amplified fragment when PCR was performed using the genomic DNA of the Ws strain in the case of SSLP, and the genomic DNA of the Ws strain was used as the template in the case of CAPS. The size (bp) of the cleaved fragment when the amplified fragment obtained by PCR is cleaved with a predetermined restriction enzyme is shown.

なお、表中に記載される断片サイズ(bp)は、実験により得られたおおよその鎖長を表している。ここで断片サイズ(bp)は、正確な鎖長を表すために表示したのではなく、各系統の間で断片サイズのパターンに差が生じることを示す目的で表示した。   The fragment size (bp) described in the table represents the approximate chain length obtained by experiments. Here, the fragment size (bp) is not displayed to represent an accurate chain length, but is displayed for the purpose of showing that there is a difference in the fragment size pattern between each line.

表1〜32に記載の各プライマー対は、これを使用してシロイヌナズナの各系統のゲノムDNAを鋳型としてPCRを行うだけで、あるいはPCRを行った後に必要に応じて各PCR産物を制限酵素で処理するだけで、各系統間の多型を検出することが可能である。   Each primer pair described in Tables 1 to 32 can be used only for PCR using the genomic DNA of each strain of Arabidopsis as a template, or after each PCR product can be treated with a restriction enzyme as necessary. It is possible to detect polymorphism between each system only by processing.

また、本発明では、表1〜32に記載の366組のプライマー対の全セットのなかから任意のプライマー対を選抜し、サブセットを作成してもよく、この任意の組み合わせのプライマー対から構成されるサブセットも本発明の範囲に包含される。   In the present invention, an arbitrary primer pair may be selected from the total set of 366 primer pairs described in Tables 1 to 32, and a subset may be created. Such subsets are also included within the scope of the present invention.

すなわち、本発明のマッピング用PCRプライマー対のサブセットとは、シロイヌナズナのゲノムDNAの全領域にわたって所定の間隔で設計された、表1〜表32に記載のプライマー番号1〜366のプライマー対の全セットから選択される複数のプライマー対をいう。ここで、所定の間隔とは、ゲノムDNAの全領域に万遍なく散在して、プライマー対が設計されていることを意味する。所定の間隔とは、必ずしも各プライマー対がゲノムDNA上に一定の間隔で設計されていることを意味しないが、ほぼ一定の間隔で各プライマー対が設計されていることが好ましい。   That is, the subset of the PCR primer pairs for mapping of the present invention is the entire set of primer pairs of primer numbers 1 to 366 shown in Tables 1 to 32, which are designed at predetermined intervals over the entire region of Arabidopsis genomic DNA. A plurality of primer pairs selected from. Here, the predetermined interval means that primer pairs are designed to be scattered all over the entire region of the genomic DNA. The predetermined interval does not necessarily mean that each primer pair is designed at a constant interval on the genomic DNA, but it is preferable that each primer pair is designed at a substantially constant interval.

本発明において、サブセットに含まれるプライマー対は、例えば10〜50個のプライマー対とすることができる。より具体的には、サブセットに含まれるプライマー対は、第一染色体から第五染色体の各々に2〜10個ずつ、計10〜50個のプライマー対とすることができる。例えば、プライマー対のサブセットとしては、プライマー番号11、43、93、111、141、168、169、202、228、232、252、268、287、328、366を一組のセットとしたものが挙げられる。   In the present invention, the primer pairs included in the subset can be, for example, 10 to 50 primer pairs. More specifically, the primer pairs included in the subset can be 2 to 10 primer pairs for each of the first to fifth chromosomes, for a total of 10 to 50 primer pairs. For example, a subset of primer pairs includes primer numbers 11, 43, 93, 111, 141, 168, 169, 202, 228, 232, 252, 268, 287, 328, 366 as a set. It is done.

より具体的には、本発明のマッピング用PCRプライマー対のサブセットは、以下のA)〜E)の組み合わせのプライマー対から構成することができる:
A)シロイヌナズナ第一染色体のゲノムDNAをa個(aは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第一染色体のゲノムDNA上に設計された表1〜表10に記載のプライマー番号1〜109のプライマー対を前記領域に対応させたa個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計a個のプライマー対;
B)シロイヌナズナ第二染色体のゲノムDNAをb個(bは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第二染色体のゲノムDNA上に設計された表11〜表15に記載のプライマー番号110〜168のプライマー対を前記領域に対応させたb個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計b個のプライマー対;
C)シロイヌナズナ第三染色体のゲノムDNAをc個(cは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第三染色体のゲノムDNA上に設計された表16〜表20に記載のプライマー番号169〜228のプライマー対を前記領域に対応させたc個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計c個のプライマー対;
D)シロイヌナズナ第四染色体のゲノムDNAをd個(dは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第四染色体のゲノムDNA上に設計された表21〜表24に記載のプライマー番号229〜274のプライマー対を前記領域に対応させたd個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計d個のプライマー対;および
E)シロイヌナズナ第五染色体のゲノムDNAをe個(eは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第五染色体のゲノムDNA上に設計された表25〜表32に記載のプライマー番号275〜366のプライマー対を前記領域に対応させたe個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計e個のプライマー対。
More specifically, a subset of the mapping PCR primer pairs of the present invention can be composed of the following primer pairs of combinations A) to E):
A) Primers described in Tables 1 to 10 designed on the genomic DNA of the first chromosome by dividing the genomic DNA of the Arabidopsis first chromosome into a substantially equal region of a (a is an integer of 2 or more). A total of a primer pairs obtained by classifying the primer pairs of Nos. 1 to 109 into a groups corresponding to the regions and selecting one primer pair from each group;
B) Primers described in Tables 11 to 15 designed on the genomic DNA of the second chromosome by dividing the genomic DNA of the second chromosome of Arabidopsis into b substantially equal regions (b is an integer of 2 or more). A total of b primer pairs obtained by classifying the primer pairs of numbers 110 to 168 into b groups corresponding to the regions and selecting one primer pair from each group;
C) Primers according to Table 16 to Table 20 designed on the genomic DNA of the third chromosome by dividing the genomic DNA of the third chromosome of Arabidopsis into c (c is an integer of 2 or more) substantially equal regions A total of c primer pairs obtained by classifying the primer pairs of numbers 169 to 228 into c groups corresponding to the region and selecting one primer pair from each group;
D) The primers shown in Tables 21 to 24 designed on the genomic DNA of the fourth chromosome by dividing the genomic DNA of the fourth chromosome of Arabidopsis thaliana into d almost equal regions (d is an integer of 2 or more). A total of d primer pairs obtained by classifying the primer pairs of numbers 229 to 274 into d groups corresponding to the region and selecting one primer pair from each group; and E) Arabidopsis fifth By dividing the genomic DNA of the chromosome into e (e is an integer of 2 or more) substantially equal regions, primer numbers 275 to 366 shown in Tables 25 to 32 designed on the genomic DNA of the fifth chromosome The primer pairs are classified into e groups corresponding to the regions, and a total of e primers obtained by selecting one primer pair from each group. Rimmer vs.

ここで、a〜eの整数は、それぞれ2以上の整数であり、一般には2〜10の整数であり、それぞれ異なっていても同じでもよい。例えば、a=4、b=3、c=3、d=3、e=4とすることができる。a〜eがこのような値であるとき、各染色体の各領域から選択されたプライマー対A〜Qを、図1に模式的に示す。   Here, each of the integers a to e is an integer of 2 or more, and is generally an integer of 2 to 10, and may be different or the same. For example, a = 4, b = 3, c = 3, d = 3, and e = 4. When a to e have such values, primer pairs A to Q selected from each region of each chromosome are schematically shown in FIG.

a〜eの各整数は、大きくなればそれだけプライマー対の数が多くなり、これらプライマー対をマッピング用PCRプライマー対のサブセットとして使用した場合、マッピング精度は高くなる。しかし、プライマー対の数が多いため、PCRの反応数が多くなり、マッピング操作の手間が増える。一方、a〜eの各整数は、小さくなればそれだけプライマー対の数が少なくなり、これらプライマー対をマッピング用PCRプライマー対のサブセットとして使用した場合、マッピング精度は低くなるが、PCRの反応数が少なくなるためマッピング操作は簡便になる。   As the integers a to e increase, the number of primer pairs increases accordingly, and when these primer pairs are used as a subset of the mapping PCR primer pairs, the mapping accuracy increases. However, since the number of primer pairs is large, the number of PCR reactions increases, and the labor of mapping operation increases. On the other hand, as the integers a to e become smaller, the number of primer pairs decreases accordingly, and when these primer pairs are used as a subset of mapping PCR primer pairs, the mapping accuracy is lowered, but the number of PCR reactions is reduced. The mapping operation becomes simple because it decreases.

後述の実施例では、a〜eはそれぞれ3とし、各染色体DNAをほぼ均等な3つの領域(すなわち、染色体DNAの5’端側の北側領域、中央領域、染色体DNAの3’端側の南側領域)に分け、各領域から一つずつプライマー対を選択した。   In the examples described later, a to e are 3 respectively, and each chromosomal DNA is divided into almost equal three regions (ie, the north region on the 5 ′ end side of the chromosomal DNA, the central region, and the south side on the 3 ′ end side of the chromosomal DNA). The primer pairs were selected one by one from each region.

すなわち、本発明のマッピング用PCRプライマー対のサブセットは、以下のa)〜o)の組み合わせのプライマー対から構成することができる:
a)シロイヌナズナ第一染色体の北側領域に設計された表1〜表3に記載のプライマー番号1〜30のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
b)シロイヌナズナ第一染色体の中央領域に設計された表3〜表5に記載のプライマー番号31〜60のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
c)シロイヌナズナ第一染色体の南側領域に設計された表6〜表10に記載のプライマー番号61〜109のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
d)シロイヌナズナ第二染色体の北側領域に設計された表11〜表12に記載のプライマー番号110〜130のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
e)シロイヌナズナ第二染色体の中央領域に設計された表12〜表14に記載のプライマー番号131〜150のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
f)シロイヌナズナ第二染色体の南側領域に設計された表14〜表15に記載のプライマー番号151〜168のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
g)シロイヌナズナ第三染色体の北側領域に設計された表16〜表17に記載のプライマー番号169〜188のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
h)シロイヌナズナ第三染色体の中央領域に設計された表17〜表19に記載のプライマー番号189〜208のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
i)シロイヌナズナ第三染色体の南側領域に設計された表19〜表20に記載のプライマー番号209〜228のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
j)シロイヌナズナ第四染色体の北側領域に設計された表21〜表22に記載のプライマー番号229〜243のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
k)シロイヌナズナ第四染色体の中央領域に設計された表22〜表23に記載のプライマー番号244〜259のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
l)シロイヌナズナ第四染色体の南側領域に設計された表23〜表24に記載のプライマー番号260〜274のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
m)シロイヌナズナ第五染色体の北側領域に設計された表25〜表27に記載のプライマー番号275〜305のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
n)シロイヌナズナ第五染色体の中央領域に設計された表27〜表30に記載のプライマー番号306〜336のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;および
o)シロイヌナズナ第五染色体の南側領域に設計された表30〜表32に記載のプライマー番号337〜366のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対。
That is, the subset of PCR primer pairs for mapping of the present invention can be composed of primer pairs of the following combinations a) to o):
a) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 1 to 30 described in Tables 1 to 3 designed in the northern region of Arabidopsis first chromosome;
b) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 31 to 60 described in Tables 3 to 5 designed in the central region of Arabidopsis first chromosome;
c) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 61 to 109 described in Tables 6 to 10 designed in the southern region of the first chromosome of Arabidopsis thaliana;
d) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 110 to 130 described in Tables 11 to 12 designed in the northern region of Arabidopsis second chromosome;
e) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 131 to 150 described in Table 12 to Table 14 designed in the central region of Arabidopsis second chromosome;
f) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 151 to 168 shown in Tables 14 to 15 designed in the southern region of Arabidopsis second chromosome;
g) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 169 to 188 listed in Table 16 to Table 17 designed in the northern region of the third chromosome of Arabidopsis thaliana;
h) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 189 to 208 listed in Table 17 to Table 19 designed in the central region of Arabidopsis third chromosome;
i) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 209 to 228 described in Table 19 to Table 20 designed in the southern region of the third chromosome of Arabidopsis thaliana;
j) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 229 to 243 described in Tables 21 to 22 designed in the northern region of Arabidopsis fourth chromosome;
k) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 244 to 259 described in Table 22 to Table 23 designed in the central region of Arabidopsis fourth chromosome;
l) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 260 to 274 listed in Table 23 to Table 24 designed in the southern region of Arabidopsis fourth chromosome;
m) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 275 to 305 described in Table 25 to Table 27 designed in the northern region of Arabidopsis chromosome 5;
n) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 306 to 336 listed in Table 27 to Table 30 designed in the central region of Arabidopsis fifth chromosome; and o) Arabidopsis fifth chromosome Any one primer pair selected from the group consisting of primer pairs of primer numbers 337 to 366 described in Table 30 to Table 32 designed in the south region of

例えば、上記a)〜o)の組み合わせのプライマー対のサブセットとしては、プライマー番号15、60、80、120、140、160、180、200、220、240、250、270、290、325、350を一組のセットとしたものが挙げられる。   For example, as a subset of the primer pairs of the combinations a) to o), primer numbers 15, 60, 80, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240, 250, 270, 290, 325, 350 are included. One set is listed.

以上述べたとおりほぼ均等な領域に分けられた各染色体DNAの各領域からプライマー対を一つずつ選抜し、サブセットとすることができる。ここで、プライマー対を選抜する際、各プライマー対の染色体上の設計位置は互いに近接していないことが望ましい。例えば、各染色体DNAをほぼ均等な3つの領域(染色体DNAの5’端側の北側領域、中央領域、染色体DNAの3’端側の南側領域)に分けた場合、北側領域からは、染色体DNAの5’端に近い領域に設計されたプライマー対を選抜し、南側領域からは、染色体DNAの3’端に近い領域に設計されたプライマー対を選抜し、中央領域からは、領域の中央に設計されたプライマー対を選抜することが好ましい。   As described above, one primer pair can be selected from each region of each chromosomal DNA divided into almost equal regions to form a subset. Here, when selecting primer pairs, it is desirable that the design positions on the chromosome of each primer pair are not close to each other. For example, when each chromosomal DNA is divided into almost equal three regions (north region on the 5 ′ end side of the chromosomal DNA, central region, south region on the 3 ′ end side of the chromosomal DNA), The primer pair designed in the region close to the 5 'end of the DNA is selected, the primer pair designed in the region close to the 3' end of the chromosomal DNA is selected from the south region, and the central region is selected from the central region. It is preferable to select a designed primer pair.

2.本発明のPCRプライマーセットを用いた変異遺伝子のマッピング方法
本発明は更に、上述の表1〜表32に記載のプライマー番号1〜366のプライマー対から選抜された上記プライマー対のサブセットを用いて、シロイヌナズナの変異遺伝子の染色体上の位置を決定する方法を提供する。
2. Method for Mapping Mutant Gene Using PCR Primer Set of the Present Invention The present invention further uses a subset of the above primer pair selected from the primer pairs of primer numbers 1 to 366 described in Tables 1 to 32 above. A method for determining the position of a mutated gene in Arabidopsis thaliana is provided.

本発明のシロイヌナズナの変異遺伝子をマッピングする方法は、
(1)変異遺伝子を有するシロイヌナズナ変異体と、該変異体とは異なる系統の野生型シロイヌナズナとを交配し、第一世代を得る工程と、
(2)得られた前記第一世代を自家受粉させて複数の第二世代を得る工程と、
(3)(i)前記第一世代が前記野生型の表現型を示す場合(すなわち、変異遺伝子が劣性遺伝子である場合)、得られた前記第二世代のなかから前記変異体の表現型を示す複数の第二世代を選択する工程、あるいは(ii)前記第一世代が前記変異体の表現型を示す場合(すなわち、変異遺伝子が優性遺伝子である場合)、得られた前記第二世代のなかから前記野生型の表現型を示す複数の第二世代を選択する工程と、
(4)前記工程(3)で選択された複数の第二世代のうちの一個体のゲノムDNAを鋳型として、本発明のマッピング用PCRプライマー対のサブセットの各プライマー対を用いてそれぞれPCRを行い、各プライマー対が増幅したゲノムDNAの各部位が、各系統間の多型に基くPCR産物のサイズの違いまたはPCR産物の切断断片のパターンの違いにより、前記変異体の系統に由来する部位であるか前記野生型の系統に由来する部位であるかをそれぞれ同定する工程であって、該PCRおよび同定が、前記工程(3)で選択された前記複数の第二世代の全個体の各ゲノムDNAに対してそれぞれ行われる工程と、
(5)(i)前記第一世代が前記野生型の表現型を示す場合、選択された前記複数の第二世代の最多数において前記変異体の系統に由来すると同定されたゲノムDNAの部位を決定し、ここで決定されたゲノムDNAの部位の近傍に変異遺伝子が存在すると決定する工程、あるいは(ii)前記第一世代が前記変異体の表現型を示す場合、選択された前記複数の第二世代の最多数において前記野生型の系統に由来すると同定されたゲノムDNAの部位を決定し、ここで決定されたゲノムDNAの部位の近傍に変異遺伝子が存在すると決定する工程と
を具備する。
The method for mapping the mutant gene of Arabidopsis thaliana of the present invention is as follows:
(1) crossing an Arabidopsis mutant having a mutant gene with a wild-type Arabidopsis thaliana having a different strain from the mutant to obtain a first generation;
(2) self-pollinating the obtained first generation to obtain a plurality of second generations;
(3) (i) When the first generation shows the wild type phenotype (ie, when the mutant gene is a recessive gene), the phenotype of the mutant is selected from the obtained second generation. Selecting a plurality of second generations to be indicated, or (ii) if the first generation exhibits the mutant phenotype (ie, the mutant gene is a dominant gene), Selecting a plurality of second generations exhibiting the wild type phenotype from among them,
(4) PCR is performed using each primer pair of a subset of the PCR primer pairs for mapping of the present invention using the genomic DNA of one of the plurality of second generations selected in the step (3) as a template. , Each site of genomic DNA amplified by each primer pair is a site derived from the mutant strain due to the difference in the size of the PCR product based on the polymorphism between the strains or the pattern of the cleavage fragment of the PCR product. Each of the genomes of each of the plurality of second generation individuals selected in the step (3), each of which is identified as a site derived from a wild-type strain. Steps performed on each of the DNAs;
(5) (i) when the first generation exhibits the wild-type phenotype, a site of genomic DNA identified as being derived from the mutant strain in the largest number of the selected second generations Determining and determining that the mutant gene is present in the vicinity of the determined genomic DNA site, or (ii) if the first generation exhibits the mutant phenotype, Determining a genomic DNA site identified as being derived from the wild-type strain in the largest number in two generations, and determining that a mutant gene is present in the vicinity of the genomic DNA site determined here.

本発明の方法は、変異遺伝子が劣性遺伝子である場合、優性遺伝子である場合の何れも、染色体上の位置を決定することができる。また、本発明の方法は、変異遺伝子が複数個ある場合もそれらの染色体上の位置を決定することは可能であるが、一つの変異遺伝子の染色体上の位置を決定する際に本発明の方法は好適に用いられる。   The method of the present invention can determine the position on the chromosome when the mutant gene is a recessive gene or when it is a dominant gene. Further, the method of the present invention can determine the position on the chromosome even when there are a plurality of mutant genes, but the method of the present invention can be used to determine the position of one mutant gene on the chromosome. Is preferably used.

2.1 原理
まず、本発明のシロイヌナズナの変異遺伝子をマッピングする方法の原理を図2および3を参照して説明する。図2および3には、変異遺伝子の存在する染色体(すなわち1組の相同染色体)のみを模式的に示す。図2において、変異遺伝子の存在する位置を“mutation”として表示する。
2.1 Principle First, the principle of the method for mapping an Arabidopsis mutant gene of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3 schematically show only the chromosomes (ie, a set of homologous chromosomes) in which the mutated gene exists. In FIG. 2, the position where the mutated gene exists is displayed as “mutation”.

本発明のマッピング方法では、変異遺伝子を有するシロイヌナズナ変異体と、該変異体とは異なる系統の野生型シロイヌナズナとを使用する。図2では、劣性の変異を有するコロンビア系統(Col)のシロイヌナズナ変異体と、ランズバーグ系統(Ler)の野生型シロイヌナズナとを使用する。以下、これら系統を用いた場合を例に説明する。これら系統を交配させて得られる第一世代(F1世代)は、図2に示すとおり、Col系統とLer系統から1本ずつ由来する2本の相同染色体を有する。次いで、このF1世代が生殖細胞を形成するときに減数分裂がおこり、相同染色体の間で組換えが起こる。したがって、F1世代を自家受粉させ第二世代(F2世代)を得ると、F2世代のなかには、Col系統に由来する染色体領域とLer系統に由来する染色体領域とから構成されるキメラ染色体を有する個体が含まれる。変異体表現型(mutant phenotype)を示すF2世代について、変異遺伝子の存在する染色体(1組の相同染色体)を模式的に示すと、図2に示すようなキメラ染色体の例が挙げられる。すなわち、変異体表現型(mutant phenotype)を示すF2世代において、変異遺伝子の存在する染色体領域は、Col系統に由来する。よって、多数のF2世代を作製し、そのなかから変異型の表現型を示す多数のF2世代を選抜し、選抜された多数のF2世代について、Col系統由来の染色体領域を探すことにより、変異遺伝子をマッピングすることができる。すなわち、すべてのF2世代に共通してCol系統に由来すると同定された染色体領域に変異遺伝子が位置すると決定することができる。   In the mapping method of the present invention, an Arabidopsis mutant having a mutated gene and a wild type Arabidopsis of a strain different from the mutant are used. In FIG. 2, a Colombian strain (Col) Arabidopsis mutant having a recessive mutation and a Landsburg strain (Ler) wild-type Arabidopsis thaliana are used. Hereinafter, the case where these systems are used will be described as an example. The first generation (F1 generation) obtained by crossing these strains has two homologous chromosomes derived from the Col strain and the Ler strain one by one as shown in FIG. Then, when this F1 generation forms germ cells, meiosis occurs and recombination occurs between homologous chromosomes. Therefore, when the F1 generation is self-pollinated to obtain the second generation (F2 generation), there are individuals having a chimeric chromosome composed of a chromosomal region derived from the Col strain and a chromosomal region derived from the Ler strain in the F2 generation. included. For the F2 generation showing a mutant phenotype, the chromosomes (one set of homologous chromosomes) in which the mutated gene is present are schematically shown as an example of a chimeric chromosome as shown in FIG. That is, in the F2 generation showing a mutant phenotype, the chromosomal region in which the mutant gene exists is derived from the Col strain. Therefore, by creating a large number of F2 generations, selecting a large number of F2 generations exhibiting a mutant phenotype from them, and searching for a chromosomal region derived from the Col strain for the selected large number of F2 generations, Can be mapped. That is, it can be determined that the mutated gene is located in a chromosomal region identified to be derived from the Col strain in common to all F2 generations.

ここでCol系統由来の染色体領域を探す手法として、Col系統とLer系統の間の遺伝的多型(genetic polymorphism)を利用して、F2世代のゲノムDNA全体にわたって、各領域がCol系統由来の領域であるかLer系統由来の領域かを調査する。具体的には、図3に示すとおり、PCRを用いた手法、すなわちCAPS(Cleaved Amplified Polymorphic Sequence)やSSLP(Simple Sequence Length Polymorphism)と呼ばれる手法を使用することができる。各系統間の多型が、制限酵素の認識部位であるか否かに関与する場合、その部位を含む領域をPCRで増幅し、制限酵素で切断することによって、増幅されたゲノムDNAの領域が何れの系統に由来するか決定することができる(CAPS)。一方、各系統間の多型が、繰り返し配列の長さの違いである場合、その繰り返し配列を含む領域をPCRで増幅することによって、増幅されたゲノムDNAの領域が何れの系統に由来するか決定することができる(SSLP)。図3では、PCRで使用するプライマー対をP-fw、P-revで表示する。図3に示すとおり、ある染色体領域が、2本の相同染色体ともCol系統に由来する場合、2本の相同染色体ともLer系統に由来する場合、1本はCol系統に由来し1本はLer系統に由来するヘテロである場合、それぞれの場合を断片サイズの違いによって識別することができる。具体例として、Col系統が、増幅されるDNA領域に制限酵素切断部位を含み、Ler系統が、制限酵素切断部位を含まないために電気泳動のバンドパターンに違いを生じる場合を図3は示す(CAPS)。また、図3は、Col系統よりLer系統の方が繰り返し配列の長さが長い部位を、増幅されるDNA領域に含むために電気泳動のバンドパターンに違いを生じる場合を示す(SSLP)。   Here, as a method for searching for a chromosomal region derived from the Col strain, the genetic polymorphism between the Col strain and the Ler strain is used, and each region is derived from the Col strain throughout the F2 generation genomic DNA. Or the region derived from the Ler strain. Specifically, as shown in FIG. 3, a technique using PCR, that is, a technique called CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequence) or SSLP (Simple Sequence Length Polymorphism) can be used. When the polymorphism between each strain is related to whether or not it is a recognition site for a restriction enzyme, a region containing that site is amplified by PCR and cleaved with a restriction enzyme, so that the amplified genomic DNA region becomes It can be determined from which line (CAPS). On the other hand, when the polymorphism between each strain is a difference in the length of the repetitive sequence, the region of the amplified genomic DNA is derived from which strain by amplifying the region containing the repetitive sequence by PCR. Can be determined (SSLP). In FIG. 3, primer pairs used in PCR are indicated by P-fw and P-rev. As shown in FIG. 3, when a certain chromosomal region is derived from the Col strain when two homologous chromosomes are derived from the Ler strain, one is derived from the Col strain and one is derived from the Ler strain. Can be distinguished by the difference in fragment size. As a specific example, FIG. 3 shows a case in which the Col strain contains a restriction enzyme cleavage site in the amplified DNA region and the Ler strain does not contain a restriction enzyme cleavage site, so that there is a difference in the electrophoresis band pattern ( CAPS). Further, FIG. 3 shows a case where a difference occurs in the band pattern of electrophoresis because the DNA region to be amplified contains a portion having a longer repetitive sequence in the Ler system than in the Col system (SSLP).

2.2 各工程の説明
以下、各工程(1)〜(5)を詳細に説明するが、本発明を限定するものではない。
2.2 Explanation of each process Hereinafter, although each process (1)-(5) is demonstrated in detail, this invention is not limited.

[工程(1)]
変異遺伝子をマッピングしたい目的の変異体(例えばコロンビア系統)とそれとは異なる系統(例えばランズバーグ系統)の野生型植物の間で交配を行い、第一世代(F1世代)を得る。
[Process (1)]
Crossing is performed between a target mutant (for example, a Colombian line) to which a mutant gene is to be mapped and a wild type plant of a different line (for example, a Landsburg line) to obtain a first generation (F1 generation).

ここで、変異遺伝子をマッピングしたい目的の変異体は、自然突然変異により得られた変異体であってもよいし、突然変異誘発により得られた変異体であってもよい。突然変異誘発は、以下に記載のとおり行うことができる。すなわち、ある系統のシロイヌナズナ野生株に変異原処理を行ない、変異原処理したシロイヌナズナ植物体を自家受粉させて得た次世代の中から、シロイヌナズナ(野生型)と比較して、表現型に変異を生じた個体(変異遺伝子をホモ接合で有する個体)を選抜することにより調製することができる。変異原処理を施す野生型として、種子、植物体、カルス等を用いることができる。本発明において変異原処理は、公知の手法を用いることができ、変異原として、DNAの塩基をアルキル化するアルキル化剤等の化学的変異原、紫外線、X線等のDNA損傷を起こす電磁波、または放射性物質を用いることができる。あるいは、変異原処理は、公知のアグロバクテリウム感染法により、T−DNAの両端に存在する一対の25塩基対の配列に挟まれた領域のDNAを、野生型のゲノムDNAのランダムな位置に挿入することにより行ってもよい。好ましくは、化学的変異原(例えば、エチルメタンスルホン酸)を0.2〜0.3重量%の濃度で含有する溶液に野生型の種子を12〜16時間浸漬することにより、変異原処理を行う。   Here, the target mutant to which the mutant gene is to be mapped may be a mutant obtained by natural mutation or a mutant obtained by mutagenesis. Mutagenesis can be performed as described below. In other words, among the next generation obtained by performing mutagen treatment on an Arabidopsis thaliana strain of a strain and self-pollinating the Arabidopsis thaliana plant body, compared to Arabidopsis thaliana (wild type), the phenotype was mutated. It can be prepared by selecting the resulting individual (individual having the mutant gene homozygous). Seeds, plants, calli and the like can be used as the wild type to be subjected to mutagen treatment. In the present invention, a known method can be used for mutagen treatment. As mutagens, chemical mutagens such as alkylating agents that alkylate DNA bases, electromagnetic waves that cause DNA damage such as ultraviolet rays and X-rays, Alternatively, a radioactive substance can be used. Alternatively, mutagen treatment is performed by a known Agrobacterium infection method, in which DNA in a region sandwiched between a pair of 25 base pair sequences at both ends of T-DNA is placed at random positions in wild-type genomic DNA. You may carry out by inserting. Preferably, the mutagen treatment is performed by immersing wild-type seeds in a solution containing a chemical mutagen (for example, ethyl methanesulfonic acid) at a concentration of 0.2 to 0.3% by weight for 12 to 16 hours.

工程(1)において、ある系統の変異体とそれとは異なる系統の野生型とを交配する。ここで、変異体の系統がコロンビア系統である場合、野生型としてランズバーグ系統を用いることができ、変異体の系統がランズバーグ系統である場合、野生型としてコロンビア系統を用いることができる。各系統のシロイヌナズナは、LEHLE seedから入手可能である。   In the step (1), a mutant of a certain line and a wild type of a different line are crossed. Here, when the mutant strain is a Colombian strain, the Wildsburg strain can be used, and when the mutant strain is the Lansburg strain, the Colombian strain can be used as the wild type. Each line of Arabidopsis thaliana is available from LEHLE seed.

第一世代(F1世代)は、マッピングしたい変異遺伝子が劣性遺伝子である場合、すべて野生型の表現型を示す。一方、マッピングしたい変異遺伝子が優性遺伝子である場合、すべて変異型の表現型を示す。このように、F1世代の表現型をみることにより、マッピングしたい変異遺伝子が劣性遺伝子であるか優性遺伝子であるか判別することができる。   The first generation (F1 generation) shows a wild type phenotype when the mutant gene to be mapped is a recessive gene. On the other hand, when the mutated gene to be mapped is a dominant gene, all phenotypes are mutated. Thus, by looking at the F1 generation phenotype, it is possible to determine whether the mutant gene to be mapped is a recessive gene or a dominant gene.

[工程(2)]
工程(1)で得られた第一世代(F1世代)を自家受粉させて第二世代(F2世代)を多数用意する。F2世代は、例えば100〜200個、好ましくは500〜1000個用意する。
[Process (2)]
The first generation (F1 generation) obtained in the step (1) is self-pollinated to prepare a large number of second generations (F2 generation). For example, 100 to 200, preferably 500 to 1000 F2 generations are prepared.

F1世代では、変異体および野生型の両系統の相同染色体を1本ずつ受け継いでいる。この植物体(F1世代)が生殖細胞を形成する時、減数分裂時に相同染色体間で組換えが起こる。よって、F1世代がつくる生殖細胞には、変異体の系統に由来する染色体と野生型の系統に由来する染色体とのキメラ染色体を含むものが存在する。そのため、自家受粉により得られたF2世代には両系統のキメラ染色体を持つ個体が含まれる。   In the F1 generation, one homologous chromosome of both mutant and wild type strains is inherited. When this plant body (F1 generation) forms germ cells, recombination occurs between homologous chromosomes during meiosis. Therefore, some germ cells produced by the F1 generation include a chimeric chromosome composed of a chromosome derived from a mutant strain and a chromosome derived from a wild-type strain. Therefore, the F2 generation obtained by self-pollination includes individuals with both strains of chimeric chromosomes.

目的の変異遺伝子が劣性遺伝子である場合、F2世代のうち、変異体の表現型を示すものはすべて、当該変異遺伝子の近傍の染色体領域は、2本の相同染色体とも変異体の系統(例えばコロンビア系統)であるはずである。そこで、多数のF2世代の変異体について、すべてに共通して変異体の系統(例えばコロンビア系統)に由来する染色体領域を探すことにより、変異遺伝子の位置を知ることができる。   When the target mutant gene is a recessive gene, all of the F2 generations showing the mutant phenotype have a chromosomal region in the vicinity of the mutant gene, and the two homologous chromosomes are both mutant strains (eg, Colombia). System). Therefore, the position of the mutant gene can be known by searching for a chromosomal region derived from a mutant strain (eg, the Colombian strain) in common for all the F2 generation mutants.

一方、目的の変異遺伝子が優性遺伝子である場合、F2世代のうち、野生型の表現型を示すものはすべて、当該変異遺伝子の近傍の染色体領域は、2本の相同染色体とも野生型の系統(例えばランズバーグ系統)であるはずである。そこで、多数のF2世代の変異体について、すべてに共通して野生型の系統(例えばランズバーグ系統)に由来する染色体領域を探すことにより、変異遺伝子の位置を知ることができる。   On the other hand, when the target mutant gene is a dominant gene, all of the F2 generations that show a wild type phenotype have chromosomal regions in the vicinity of the mutant gene. For example, the Landsburg system). Therefore, the position of the mutated gene can be known by searching for a chromosomal region derived from a wild type strain (for example, the Lansburg strain) in common for all of the F2 generation mutants.

以下、本発明の詳細な説明全体にわたって、マッピングしたい変異遺伝子が劣性遺伝子である場合を例に説明する。なお、マッピングしたい変異遺伝子が優性遺伝子である場合も本願発明の範囲に包含され、変異遺伝子が優性遺伝子である場合も以下の説明に従って同様にマッピングを行うことができる。以下、多数のF2世代の変異体について、すべてに共通して変異体の系統に由来する染色体領域を探す手法を詳説する。   Hereinafter, the case where the mutant gene to be mapped is a recessive gene will be described as an example throughout the detailed description of the present invention. In addition, the case where the mutant gene to be mapped is a dominant gene is also included in the scope of the present invention, and even when the mutant gene is a dominant gene, mapping can be similarly performed according to the following description. Hereinafter, a method for searching for a chromosomal region derived from a mutant strain in common among all the F2 generation mutants will be described in detail.

[工程(3)]
まず、第一世代を自家受粉させて得られた第二世代のなかから変異体の表現型を示す第二世代を複数選択する。上述のとおり、ここで選択された変異体は、目的の変異遺伝子をホモ接合で有するため、変異遺伝子の近傍の染色体領域は、2本の相同染色体とも変異体の系統に由来する。
[Process (3)]
First, a plurality of second generations showing mutant phenotypes are selected from the second generations obtained by self-pollination of the first generation. As described above, since the mutant selected here has the target mutant gene in homozygosity, the chromosomal region in the vicinity of the mutant gene is derived from the mutant strain.

[工程(4)]
次いで、工程(3)で選択された前記複数の第二世代のすべての個体に対して下記PCRおよび同定を行う。すなわち、選択された第二世代のゲノムDNAを鋳型として、本発明のマッピング用PCRプライマー対のサブセットの各プライマー対を用いてそれぞれPCRを行い、各プライマー対が増幅したゲノムDNAの各部位が、前記変異体の系統に由来する部位であるか前記野生型の系統に由来する部位であるかを同定する。
[Process (4)]
Next, the following PCR and identification are performed on all the individuals of the plurality of second generation selected in the step (3). That is, using the selected second-generation genomic DNA as a template, PCR was performed using each primer pair of the subset of the PCR primer pairs for mapping of the present invention, and each site of the genomic DNA amplified by each primer pair was Whether the site is derived from the mutant strain or the wild-type strain is identified.

ここである染色体領域がどの系統に由来するかを調べるためには、上述のとおり、系統間の多型を検出することができる本発明のプライマー対を利用することができる。多型を検出する方法として、上述のCAPS(Cleaved Amplified Polymorphic Sequence)やSSLP(Simple Sequence Length Polymorphism)が便利で、いずれもPCRを用いた手法である。何れの手法も、F2世代の植物から抽出したゲノムDNAを鋳型にして、多型を含むゲノム領域をPCRで増幅する。次いで、CAPSの場合はPCR産物を制限酵素で切断し切断断片のパターン(切断断片の数および長さ)を比較することで、その領域がどの系統に由来するか同定される。また、SSLPの場合はPCR産物の長さを比較することで、その領域がどの系統に由来するか同定される。   In order to examine which line the chromosomal region is derived from, as described above, the primer pair of the present invention that can detect polymorphism between lines can be used. As methods for detecting polymorphisms, the above-mentioned CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequence) and SSLP (Simple Sequence Length Polymorphism) are convenient, and both are methods using PCR. In any of the techniques, a genomic region containing a polymorphism is amplified by PCR using genomic DNA extracted from an F2 generation plant as a template. Next, in the case of CAPS, the PCR product is cleaved with a restriction enzyme, and the patterns of the cleaved fragments (number and length of the cleaved fragments) are compared to identify from which strain the region originates. In the case of SSLP, by comparing the lengths of PCR products, it is possible to identify which line the region is derived from.

このような同定を、工程(3)で選択した複数の第二世代すべてに対して行う。それぞれの第二世代は、各染色体を2本ずつ相同染色体として有しているため、ここでの同定は、各染色体ごとに行われる。   Such identification is performed for all the second generations selected in step (3). Since each second generation has two chromosomes as homologous chromosomes, identification here is performed for each chromosome.

これにより、選択された第二世代すべてのゲノムセットの各DNA部位が、変異体の系統に由来するか野生型の系統に由来するか決定される。具体的には、選択された第二世代の植物個体数がn個体の場合、2n個のゲノムセットの各DNA部位(本発明のプライマー対により増幅される各DNA部位)が、変異体の系統に由来するか野生型の系統に由来するか決定される(後述の実施例の表33参照)。   Thereby, it is determined whether each DNA site of the genome set of all selected second generations is derived from a mutant line or a wild type line. Specifically, when the number of second generation plant individuals selected is n individuals, each DNA site (each DNA site amplified by the primer pair of the present invention) of 2n genome sets is a mutant strain. Or from a wild-type strain (see Table 33 in Examples below).

従って、本発明のマッピング方法でマッピングを進めるには、各系統間の多型を確実に検出できるPCRマーカー(プライマー対)が多数ゲノム上に分散して存在すると、遺伝子座位の絞り込みを速やかに実行することができる。言い換えると、本発明のPCRプライマー対をPCRマーカーとして用いてゲノムDNAを増幅することにより、増幅されたゲノムDNA領域がどの系統に由来するか速やかに決定することができる。   Therefore, in order to proceed with mapping by the mapping method of the present invention, if a large number of PCR markers (primer pairs) that can reliably detect polymorphisms between each strain are present on the genome, the loci are quickly narrowed down. can do. In other words, by amplifying genomic DNA using the PCR primer pair of the present invention as a PCR marker, it is possible to quickly determine to which strain the amplified genomic DNA region originates.

ここで、本発明のPCRプライマー対の全セットをすべてPCRマーカーとして使用してもよいが、操作を簡便にするためには、本発明のPCRプライマー対の全セットのうちから選択された幾つかのプライマー対をPCRマーカーとして使用することが好ましい。すなわち、上述の本発明のPCRプライマー対のサブセットをPCRマーカーとして使用することが好ましい。例えば、後述の実施例で記載するように、各染色体を北側領域(染色体DNAの5’端領域)、中央領域、南側領域(染色体DNAの3’端領域)の3領域にわけ、各領域に設計されたPCRプライマー対からそれぞれ一のプライマー対を選択して合計15のPCRプライマー対をPCRマーカーとして使用することができる。   Here, all the sets of PCR primer pairs of the present invention may be used as PCR markers, but in order to simplify the operation, some selected from all sets of PCR primer pairs of the present invention. These primer pairs are preferably used as PCR markers. That is, it is preferable to use a subset of the above-described PCR primer pairs of the present invention as a PCR marker. For example, as described in the examples below, each chromosome is divided into three regions: a north region (5 ′ end region of chromosomal DNA), a central region, and a south region (3 ′ end region of chromosomal DNA). One primer pair can be selected from each designed PCR primer pair, and a total of 15 PCR primer pairs can be used as PCR markers.

15のPCRプライマー対を用いた各PCRの反応は、工程(3)で選択された第二世代のゲノムDNAを抽出し、抽出されたゲノムDNA溶液を、15のサンプル容器に分注し、各容器内で行うことができる。   In each PCR reaction using 15 PCR primer pairs, the second generation genomic DNA selected in step (3) was extracted, and the extracted genomic DNA solution was dispensed into 15 sample containers. This can be done in a container.

[工程(5)]
工程(4)において、第二世代すべてのゲノムセットの各DNA部位が、前記変異体の系統に由来するか前記野生型の系統に由来するか決定され、この結果に基づいて、最多数の第二世代(時にはほとんどすべて)において変異体に由来すると同定されたゲノムDNAの部位を決定する。ここで決定されたゲノムDNAの部位の近傍に変異遺伝子が存在すると決定する。
[Process (5)]
In step (4), it is determined whether each DNA site of the genome set of all the second generations is derived from the mutant strain or the wild-type strain. Determine the sites of genomic DNA identified as being derived from the mutant in two generations (sometimes almost all). It is determined that the mutated gene is present in the vicinity of the genomic DNA site determined here.

2.3 好ましい態様
2.3.1 第二次マッピング
上記工程(5)において、変異遺伝子が存在するおおよその部位が決定された後、更に変異遺伝子が存在する位置を絞り込むために、以下の第二次マッピングを行うことが好ましい。以下、第二次マッピングについて、マッピングしたい変異遺伝子が劣性遺伝子である場合を例に説明する。なお、マッピングしたい変異遺伝子が優性遺伝子である場合も本願発明の範囲に包含され、変異遺伝子が優性遺伝子である場合も以下の説明に従って同様に第二次マッピングを行うことができる。
2.3 Preferred embodiment 2.3.1 Secondary mapping In the above step (5), after the approximate site where the mutated gene is present is determined, in order to further narrow down the position where the mutated gene is present, the following It is preferable to perform secondary mapping. Hereinafter, secondary mapping will be described by taking as an example the case where the mutant gene to be mapped is a recessive gene. In addition, the case where the mutant gene to be mapped is a dominant gene is also included in the scope of the present invention, and when the mutant gene is a dominant gene, secondary mapping can be similarly performed according to the following description.

[工程(6)]
まず、上記工程(5)において変異遺伝子が存在すると決定された部位(後述の実施例ではプライマー番号287のMAC12により増幅されるゲノムDNAの部位)の近傍に設計されている本発明のプライマー対を、表1〜32に記載のプライマー対のなかから、複数選択する。このようなプライマー対として、後述の実施例では、プライマー番号275のF7J8、プライマー番号283のMAH20、プライマー番号287のMAC12、プライマー番号291のMRG7、プライマー番号300のK18P6を選択した。
[Process (6)]
First, the primer pair of the present invention designed in the vicinity of the site where the mutated gene is determined to exist in the above step (5) (the site of genomic DNA amplified by MAC12 of primer number 287 in the examples described later) A plurality of primer pairs are selected from the primer pairs described in Tables 1 to 32. In the examples described later, F7J8 with primer number 275, MAH20 with primer number 283, MAC12 with primer number 287, MRG7 with primer number 291 and K18P6 with primer number 300 were selected as such primer pairs.

ここで「変異遺伝子が存在すると決定された部位の近傍に設計されているプライマー対」とは、変異遺伝子が存在すると決定された部位を増幅するプライマー対の番号をn番とすると、例えば、(n−15)番のプライマー対〜(n+15)番のプライマー対のなかから選択された3〜10組のプライマー対を意味する。   Here, “a primer pair designed in the vicinity of a site determined to have a mutated gene” means that the number of a primer pair that amplifies a site determined to have a mutated gene is n, for example, ( It means 3 to 10 primer pairs selected from the primer pair n-15) to the primer pair (n + 15).

[工程(7)]
次いで、上記工程(6)で選択された各プライマー対を用いて、上記工程(3)で選択された複数の第二世代のすべての個体に対して下記PCRおよび同定を行う。すなわち、選択された第二世代のゲノムDNAを鋳型として、工程(6)で選択された各プライマー対を用いてそれぞれPCRを行う。その後、各プライマー対が増幅したゲノムDNAの各部位が、変異体の系統に由来するか野生型の系統に由来するか、上述のとおりCAPS法もしくはSSLP法で同定する(後述の実施例の表34参照)。
[Process (7)]
Next, the following PCR and identification are performed on all of the plurality of second generation individuals selected in the step (3) using each primer pair selected in the step (6). That is, PCR is performed using each selected primer pair selected in step (6) using the selected second-generation genomic DNA as a template. Thereafter, each site of the genomic DNA amplified by each primer pair is identified by the CAPS method or the SSLP method as described above, whether it is derived from a mutant strain or a wild-type strain (Table of Examples described later). 34).

[工程(8)]
上記工程(7)で同定された結果に基づいて、前記複数の第二世代のなかから、変異体の系統に由来する部位と野生型に由来する部位の両方を有するキメラ染色体を選択する。ここで選択されるキメラ染色体の具体例を模式的に図4に示す。図4において、PCRマーカーA〜Fは、上記工程(6)で選択されたプライマー対を示す。PCRマーカーA〜Fのキメラ染色体上の位置は、PCRマーカーを示す直線とキメラ染色体とが交差する位置で示される。
[Process (8)]
Based on the result identified in the above step (7), a chimeric chromosome having both a site derived from the mutant strain and a site derived from the wild type is selected from the plurality of second generations. A specific example of the chimeric chromosome selected here is schematically shown in FIG. In FIG. 4, PCR markers A to F indicate the primer pairs selected in the above step (6). The positions of the PCR markers A to F on the chimeric chromosome are indicated by the positions where the straight line indicating the PCR marker and the chimeric chromosome intersect.

[工程(9)]
上記工程(7)で同定された結果から、各キメラ染色体において、野生型の系統に由来する染色体領域(図4では黒く塗りつぶした領域)を決定する。ここで野生型の系統に由来する染色体領域に、変異遺伝子は存在しない。例えば、図4に示されるキメラ染色体1は、PCRマーカーAで増幅されるキメラ染色体のDNA部位が野生型に由来し、PCRマーカーB〜Fで増幅されるキメラ染色体の各DNA部位が変異型に由来することが上記工程(7)で同定されている。この結果から、キメラ染色体1では、図4で黒く塗りつぶした領域(PCRマーカーAにより増幅されるDNA部位より左側の領域)が、野生型の系統に由来する染色体領域であると決定され、この染色体領域以外の領域(白抜きの領域)が、変異型の系統に由来する領域であると決定される。
[Process (9)]
From the result identified in the above step (7), in each chimeric chromosome, a chromosomal region derived from a wild-type strain (region filled in black in FIG. 4) is determined. Here, there is no mutated gene in the chromosomal region derived from the wild type strain. For example, in the chimeric chromosome 1 shown in FIG. 4, the DNA site of the chimeric chromosome amplified by the PCR marker A is derived from the wild type, and each DNA site of the chimeric chromosome amplified by the PCR markers B to F is mutated. It has been identified in step (7) above. From this result, in the chimeric chromosome 1, the region shaded in black in FIG. 4 (the region on the left side of the DNA site amplified by the PCR marker A) is determined to be a chromosomal region derived from a wild type strain. A region other than the region (open region) is determined to be a region derived from a mutant strain.

[工程(10)]
複数のキメラ染色体において野生型の系統に由来すると決定された各染色体領域の何れにも該当しない染色体領域(図4ではPCRマーカーCとDの間の領域)に、変異遺伝子が存在すると決定する。これにより、変異遺伝子が存在するDNAの領域を更に絞り込むことができる。
[Process (10)]
It is determined that the mutated gene is present in a chromosomal region (region between PCR markers C and D in FIG. 4) that does not correspond to any of the chromosomal regions determined to be derived from a wild type strain in a plurality of chimeric chromosomes. Thereby, it is possible to further narrow down the DNA region where the mutated gene is present.

この工程では、多くの第二世代を用意するとともに、上記工程(5)で変異遺伝子が存在するとおおよそ決定された部位の近傍に密に配置された多数のプライマーを使用すれば、変異遺伝子をより絞り込まれた領域にマッピングすることができる。例えば250〜1000個の第二世代を用意すれば、約80kbの領域内に、変異遺伝子をマッピングすることができる。   In this step, a large number of second generations are prepared, and if a large number of primers closely arranged in the vicinity of the site roughly determined that the mutant gene is present in the above step (5) is used, the mutant gene is more It is possible to map to a narrowed area. For example, if 250 to 1000 second generations are prepared, the mutated gene can be mapped in the region of about 80 kb.

2.3.2 第三次マッピング
上述のとおり、第二次マッピングで、変異遺伝子の存在する位置が更に絞り込まれた後、更に変異遺伝子が存在する位置を絞り込むために、以下の第三次マッピングを行うことが好ましい。以下、第三次マッピングについて、マッピングしたい変異遺伝子が劣性遺伝子である場合を例に説明する。なお、マッピングしたい変異遺伝子が優性遺伝子である場合も本願発明の範囲に包含され、変異遺伝子が優性遺伝子である場合も以下の説明に従って同様に第三次マッピングを行うことができる。
2.3.2 Tertiary mapping As described above, after the location of the mutant gene is further narrowed down in the secondary mapping, the following tertiary mapping is performed to further narrow down the location of the mutant gene. It is preferable to carry out. Hereinafter, tertiary mapping will be described by taking as an example the case where the mutant gene to be mapped is a recessive gene. In addition, the case where the mutant gene to be mapped is a dominant gene is also included in the scope of the present invention, and even when the mutant gene is a dominant gene, the third mapping can be similarly performed according to the following description.

[工程(11)]
まず、上記工程(10)で決定された染色体領域の範囲内で組換えを起こしたキメラ染色体を有する第二世代を、上記工程(1)および(2)により調製される第二世代のなかから複数選択する。この選択には、好ましくは、FIRE法(fast isolation of recombinants)を利用する(細胞工学別冊植物細胞工学シリーズ14植物のゲノム研究プロトコール、p.95-103)。FIRE法について以下説明する。
[Process (11)]
First, a second generation having a chimeric chromosome that has undergone recombination within the chromosomal region determined in the above step (10) is selected from the second generations prepared by the above steps (1) and (2). Select multiple. For this selection, the FIRE method (fast isolation of recombinants) is preferably used (Cell engineering separate volume Plant Cell Engineering Series 14 Plant Genome Research Protocol, p. 95-103). The FIRE method will be described below.

FIRE法には、第二次マッピングにより変異遺伝子が存在すると決定された領域(図4ではPCRマーカーCとDとの間の領域)を挟むように当該領域の両端に位置する2組のPCRマーカー(図4ではPCRマーカーCとD)を利用する。すなわち、FIRE法では、上記工程(10)で決定された染色体領域の両端に位置する2組のPCRマーカーの間で組換えを起こした個体を複数選択する。   In the FIRE method, two sets of PCR markers located at both ends of the region so as to sandwich the region determined to have a mutated gene by secondary mapping (the region between PCR markers C and D in FIG. 4). (PCR markers C and D in FIG. 4) are used. That is, in the FIRE method, a plurality of individuals having undergone recombination between two sets of PCR markers located at both ends of the chromosomal region determined in the above step (10) are selected.

F2世代の種子(発芽前なので表現型は不明であり、野生型および変異型の両表現型を含む)を多数発芽させ、その芽生えすべてについて、それぞれからDNAを抽出する。抽出されたDNAに対して、変異遺伝子を挟む上記2組のPCRマーカー(以下、プライマー対C、Dともいう)を用いてPCRを行う。各々のF2世代が有する2本の相同染色体について、各PCRマーカーにより増幅されるDNA断片が、野生型であるか変異型であるかを調べる。   A large number of F2 seeds (before sprouting, phenotype is unknown, including both wild type and mutant phenotypes) are germinated, and DNA is extracted from each of all the seedlings. PCR is performed on the extracted DNA using the two sets of PCR markers (hereinafter also referred to as primer pairs C and D) sandwiching the mutated gene. For the two homologous chromosomes of each F2 generation, it is examined whether the DNA fragment amplified by each PCR marker is a wild type or a mutant type.

プライマー対Cにより増幅されたDNA断片が、2本の相同染色体ともに変異型である遺伝子型を「変異型遺伝子型」と称し、2本の相同染色体のうち1本の染色体が野生型であり1本の染色体が変異型である遺伝子型を「ヘテロ型遺伝子型」と称し、2本の相同染色体ともに野生型である遺伝子型を「野生型遺伝子型」と称する。同様に、プライマー対Dにより増幅されたDNA断片が、2本の相同染色体ともに変異型である遺伝子型を「変異型遺伝子型と称し、2本の相同染色体のうち1本の染色体が野生型であり1本の染色体が変異型である遺伝子型を「ヘテロ型遺伝子型」と称し、2本の相同染色体ともに野生型である遺伝子型を「野生型遺伝子型」と称する。   The genotype in which the DNA fragment amplified by primer pair C is mutated in both of the two homologous chromosomes is referred to as “mutant genotype”, and one of the two homologous chromosomes is wild-type. A genotype in which the chromosome of the book is mutated is referred to as a “heterotype genotype”, and a genotype in which both homologous chromosomes are wild-type is referred to as a “wild-type genotype”. Similarly, the genotype in which the DNA fragment amplified by the primer pair D is mutated in both two homologous chromosomes is referred to as “mutant genotype, and one of the two homologous chromosomes is a wild type. A genotype in which one chromosome is mutated is called a “heterotype genotype”, and a genotype in which both two homologous chromosomes are wild-type is called a “wild-type genotype”.

プライマー対Cにより増幅されたDNA断片とプライマー対Dにより増幅されたDNA断片との間の遺伝子型が異なる個体(F2世代)を選抜する。すなわち、2組のPCRマーカーの間で組換えを起こした個体を選抜する。ここで各PCRマーカーの示す遺伝子型が異なる個体には、以下の6タイプが挙げられる。
I)プライマー対Cにより増幅されたDNA領域が「変異型遺伝子型」で、プライマー対Dにより増幅されたDNA領域が「ヘテロ型遺伝子型」であるタイプ。
II)プライマー対Cにより増幅されたDNA領域が「変異型遺伝子型」で、プライマー対Dにより増幅されたDNA領域が「野生型遺伝子型」であるタイプ。
III)プライマー対Cにより増幅されたDNA領域が「ヘテロ型遺伝子型」で、プライマー対Dにより増幅されたDNA領域が「変異型遺伝子型」であるタイプ。
IV)プライマー対Cにより増幅されたDNA領域が「ヘテロ型遺伝子型」で、プライマー対Dにより増幅されたDNA領域が「野生型遺伝子型」であるタイプ。
V)プライマー対Cにより増幅されたDNA領域が「野生型遺伝子型」で、プライマー対Dにより増幅されたDNA領域が「変異型遺伝子型」であるタイプ。
VI)プライマー対Cにより増幅されたDNA領域が「野生型遺伝子型」で、プライマー対Dにより増幅されたDNA領域が「ヘテロ型遺伝子型」であるタイプ。
Individuals (F2 generation) having different genotypes between the DNA fragment amplified by the primer pair C and the DNA fragment amplified by the primer pair D are selected. That is, individuals that have undergone recombination between two sets of PCR markers are selected. Here, the following 6 types are mentioned as individuals having different genotypes indicated by the respective PCR markers.
I) A type in which the DNA region amplified by primer pair C is “mutant genotype” and the DNA region amplified by primer pair D is “heterotype genotype”.
II) A type in which the DNA region amplified by primer pair C is “mutant genotype” and the DNA region amplified by primer pair D is “wild type genotype”.
III) A type in which the DNA region amplified by primer pair C is a “heterotype genotype” and the DNA region amplified by primer pair D is a “mutant genotype”.
IV) A type in which the DNA region amplified by primer pair C is “heterotype genotype” and the DNA region amplified by primer pair D is “wild type genotype”.
V) A type in which the DNA region amplified by primer pair C is “wild type genotype” and the DNA region amplified by primer pair D is “mutant genotype”.
VI) A type in which the DNA region amplified by primer pair C is “wild type genotype” and the DNA region amplified by primer pair D is “heterotype genotype”.

このようにして選抜された、2組のPCRマーカーの間で組換えを起こした第二世代の個体のみを表現型がわかるまで育てる。   Only the second generation individuals that have undergone recombination between the two sets of PCR markers selected in this way are grown until the phenotype is known.

[工程(12)]
2組のPCRマーカーの間で組換えを起こした選抜された第二世代の個体に対してPCRを行い、変異遺伝子のマッピングを行う。ここでPCRに使用するプライマー対としては、表1〜32に記載の本発明のプライマー対のなかから、上記2組のPCRマーカー(プライマー対CとD)およびその間に設計されているプライマー対(あわせて例えば3〜10のプライマー対)を選択する。すなわち、上記工程(10)で決定された染色体領域を挟むように設計されている本発明のプライマー対および上記工程(10)で決定された染色体領域内に設計されている本発明のプライマー対を選択する。後述の実施例では、上記工程(10)で決定された染色体領域を挟むように設計されている本発明のプライマー対として、プライマー番号275のF7J8とプライマー番号283のMAH20を選択し、並びにその領域内に設計されている本発明のプライマー対として、プライマー番号276のT7H20、プライマー番号277のF15A17、プライマー番号279のMED24、プライマー番号280のMUK11、プライマー番号281のMJJ3sを選択した。
[Process (12)]
PCR is performed on the selected second-generation individuals that have undergone recombination between the two sets of PCR markers, and the mutant gene is mapped. Here, as the primer pair used for PCR, among the primer pairs of the present invention described in Tables 1 to 32, the above two sets of PCR markers (primer pair C and D) and a primer pair designed between them ( In addition, for example, 3 to 10 primer pairs) are selected. That is, the primer pair of the present invention designed to sandwich the chromosomal region determined in the above step (10) and the primer pair of the present invention designed in the chromosomal region determined in the above step (10) select. In Examples described later, F7J8 of primer number 275 and MAH20 of primer number 283 are selected as the primer pair of the present invention designed to sandwich the chromosomal region determined in the above step (10), and the region As a primer pair of the present invention designed in the above, T7H20 of primer number 276, F15A17 of primer number 277, MED24 of primer number 279, MUK11 of primer number 280, and MJJ3s of primer number 281 were selected.

[工程(13)]
上記工程(12)で選択された各プライマー対を用いて、上記工程(11)で選択された複数の第二世代のすべての個体に対して下記PCRおよび同定を行う。すなわち、選択された第二世代のゲノムDNAを鋳型として、工程(12)で選択された各プライマー対を用いてそれぞれPCRを行う。その後、各プライマー対が増幅したゲノムDNAの各部位が、変異体の系統に由来するか野生型の系統に由来するか、上述のとおりCAPS法もしくはSSLP法で同定する(後述の実施例の表35参照)。
[Process (13)]
Using each primer pair selected in the above step (12), the following PCR and identification are performed on all individuals of the plurality of second generation selected in the above step (11). That is, PCR is performed using each selected primer pair selected in step (12) using the selected second generation genomic DNA as a template. Thereafter, each site of the genomic DNA amplified by each primer pair is identified by the CAPS method or the SSLP method as described above, whether it is derived from a mutant strain or a wild-type strain (Table of Examples described later). 35).

[工程(14)]
上記工程(13)で同定された結果に基づいて、変異遺伝子の存在する位置を染色体上に決定することができる。まず、上記工程(11)で選択された複数の第二世代のなかから、変異型の表現型を示す第二世代を更に選抜し、この第二世代が有する相同染色体のうち、キメラ染色体に着目する。
[Process (14)]
Based on the result identified in the above step (13), the position where the mutated gene is present can be determined on the chromosome. First, a second generation showing a mutant phenotype is further selected from a plurality of second generations selected in the above step (11), and attention is paid to chimeric chromosomes among homologous chromosomes possessed by the second generation. To do.

[工程(15)]
次いで、上記工程(13)で同定された結果から、上記工程(14)で着目したキメラ染色体のそれぞれにおいて、野生型の系統に由来する染色体領域(変異遺伝子が存在しない領域)を決定する。ここで変異遺伝子が存在しない領域は、図4で黒塗りの領域として示される。例えば、図4に示されるキメラ染色体2は、PCRマーカーAおよびBで増幅されるキメラ染色体の各DNA部位が野生型に由来し、PCRマーカーC〜Fで増幅されるキメラ染色体の各DNA部位が変異型に由来することが上記工程(13)で同定されている。この結果から、キメラ染色体2では、図4で黒く塗りつぶした領域(PCRマーカーBにより増幅されるDNA部位より左側の領域)が、野生型の系統に由来する染色体領域であると決定され、この染色体領域以外の領域(白抜きの領域)が、変異型の系統に由来する領域であると決定される。
[Process (15)]
Next, from the result identified in the step (13), a chromosomal region derived from a wild-type strain (region in which no mutated gene is present) is determined in each of the chimeric chromosomes of interest in the step (14). Here, the region where the mutant gene does not exist is shown as a black region in FIG. For example, in the chimeric chromosome 2 shown in FIG. 4, each DNA site of the chimeric chromosome amplified by the PCR markers A and B is derived from the wild type, and each DNA site of the chimeric chromosome amplified by the PCR markers C to F is It has been identified in the above step (13) that it is derived from a mutant type. From this result, in the chimeric chromosome 2, it is determined that the blacked out region in FIG. 4 (the region on the left side of the DNA site amplified by the PCR marker B) is a chromosomal region derived from a wild type strain. A region other than the region (open region) is determined to be a region derived from a mutant strain.

[工程(16)]
上記工程(14)で着目したキメラ染色体すべてにおいて、野生型の系統に由来すると決定されなかった染色体領域に、変異遺伝子が存在すると決定する。ここで変異遺伝子が存在する領域は、図4ではPCRマーカーCとDの間の領域である。
[Process (16)]
In all the chimeric chromosomes focused on in the above step (14), it is determined that the mutated gene is present in the chromosomal region that was not determined to be derived from the wild type strain. Here, the region where the mutant gene is present is a region between PCR markers C and D in FIG.

このように第三次マッピングでは、第二次マッピングで変異遺伝子が存在すると決定された染色体領域内で組換えを起こした第二世代を多数準備する。これにより、変異遺伝子が存在するDNAの領域を更に絞り込むことができる。   Thus, in the third mapping, a large number of second generations that have undergone recombination within the chromosomal region determined to have the mutant gene in the second mapping are prepared. Thereby, it is possible to further narrow down the DNA region where the mutated gene is present.

2.4 ゲノムDNAの抽出およびPCR条件について
上述の工程において、PCRの鋳型として使用される第二世代のゲノムDNAは、以下に記載のとおり抽出することができる。また、当該ゲノムDNAと本発明のプライマーを用いて以下に記載の反応条件でPCRを行うことができる。
2.4 Extraction of Genomic DNA and PCR Conditions In the above-described steps, the second generation genomic DNA used as a PCR template can be extracted as described below. Moreover, PCR can be performed under the reaction conditions described below using the genomic DNA and the primer of the present invention.

(i)ゲノムDNAの抽出
マイクロチューブ内で子葉一枚程度の葉をすりつぶす。DNA抽出液(200mM Tris-HCl (pH7.5), 250mM NaCl, 25mM EDTA, 0.5% SDS)を200ml加え撹拌する。更に400mlのエタノールを加えて撹拌し、15000rpmで5分遠心する。沈殿物を200mlのTEに溶解し、1mlをPCRに供する。
(I) Extraction of genomic DNA Grind about one cotyledon leaf in a microtube. Add 200 ml of DNA extract (200 mM Tris-HCl (pH 7.5), 250 mM NaCl, 25 mM EDTA, 0.5% SDS) and stir. Add 400 ml of ethanol, stir, and centrifuge at 15000 rpm for 5 minutes. Dissolve the precipitate in 200 ml TE and subject 1 ml to PCR.

(ii)PCRの反応液
PCR反応液の組成は、1サンプルあたり
0.05μl TaKaRa Ex Taq(宝酒造株式会社)
1μl dNTP Mixture(TaKaRa Ex Taqに添付)
1μl 10x Ex Taq Buffer(TaKaRa Ex Taqに添付)
0.25μl Marker primer (forward)
0.25μl Marker primer (reverse)
6.45μl H2O
に、サンプルのDNA溶液を1μl加えたものである。
(Ii) PCR reaction solution The composition of the PCR reaction solution is per sample.
0.05μl TaKaRa Ex Taq (Takara Shuzo Co., Ltd.)
1μl dNTP Mixture (attached to TaKaRa Ex Taq)
1μl 10x Ex Taq Buffer (attached to TaKaRa Ex Taq)
0.25μl Marker primer (forward)
0.25μl Marker primer (reverse)
6.45μl H 2 O
And 1 μl of the sample DNA solution.

(iii)PCRの反応条件
PCR反応の条件は増幅するDNA長やプライマーによって若干異なるが、基本的には以下の条件で行う。
第一サイクル
1サイクル
94℃ 1分
第二サイクル
32サイクル
92℃ 30秒
55℃ 30秒
72℃ 30秒
第三サイクル
1サイクル
72℃ 1分
(Iii) PCR reaction conditions The PCR reaction conditions vary slightly depending on the length of DNA to be amplified and the primers, but are basically the following conditions.
1st cycle 1st cycle
94 ° C 1 minute 2nd cycle 32 cycles
92 ° C 30 seconds
55 ° C 30 seconds
72 ° C 30 seconds 3rd cycle 1 cycle
72 ° C 1 minute

3.実施例
本発明のプライマー対のサブセットを用いて変異遺伝子のマッピングを行った例を以下に記載する。本実施例では、変異遺伝子SGR9のマッピングを行った。変異遺伝子SRG9が存在する染色体上の位置が徐々に絞られていく様子を図5に示す。
3. Examples An example of mapping of mutant genes using a subset of the primer pairs of the present invention is described below. In this example, the mutant gene SGR9 was mapped. FIG. 5 shows how the position on the chromosome where the mutant gene SRG9 exists is gradually narrowed down.

1)第一次マッピング
変異遺伝子SGR9を有するsgr9-1変異体(LEHLE seedから入手)の系統はコロンビアである。そのため、まず、コロンビア系統とは異なるランズバーグ系統の野生株(ABRCから入手)とsgr9-1変異体とを交配して種子(F1種子)を得た。F1種子を発芽、生育させたところ、F1世代はすべて野生型の表現型を示した。F1世代を自家受粉させてF2種子を得た。sgr9-1変異体は花茎の重力屈性異常をしめし、これは劣性の遺伝形質である。そこで、F2種子を播種し、花茎が重力屈性異常を示した植物体を14個選び出した。ここで14個の植物体は、各染色体を2本ずつ相同染色体として有するため、28染色体(すなわち28のゲノムセット)について以下調査される。選抜された植物体ごとにDNAを抽出し、以下に記す本発明のプライマー対のサブセットを用いてSGR9遺伝子のマッピングを行った。
1) Primary mapping The strain of the sgr9-1 mutant (obtained from LEHLE seed) having the mutant gene SGR9 is Colombia. Therefore, first, seeds (F1 seeds) were obtained by crossing a wild strain (obtained from ABRC) of a Landsburg line different from the Colombian line with an sgr9-1 mutant. When F1 seeds were germinated and grown, all F1 generations showed a wild type phenotype. F2 seeds were obtained by self-pollination of the F1 generation. The sgr9-1 mutant shows an abnormal gravitropism in the flower stem, a recessive inheritance. Therefore, F2 seeds were sown, and 14 plants whose flower stems showed gravitropism abnormalities were selected. Here, since 14 plants have two chromosomes as homologous chromosomes, 28 chromosomes (that is, 28 genome sets) are investigated below. DNA was extracted from each selected plant and SGR9 gene mapping was performed using a subset of the primer pairs of the present invention described below.

使用されたプライマー対は、コロンビア系統とランズバーグ系統との間の多型を検出可能なものであり、表1〜表32に記載されるものである。本発明のプライマー対のサブセットとして、シロイヌナズナの各染色体の北側、中央、南側の各領域に設計された15のプライマー対を使用した。   The primer pairs used are those that can detect polymorphisms between the Colombian line and the Lansburg line and are listed in Tables 1 to 32. As a subset of the primer pairs of the present invention, 15 primer pairs designed in the north, middle and south regions of each chromosome of Arabidopsis thaliana were used.

(a)第一染色体の北側領域
プライマー名:F10K1(プライマー番号11に記載のプライマー対)
(b)第一染色体の中央領域
プライマー名:F28H19(プライマー番号49に記載のプライマー対)
(c)第一染色体の南側領域
プライマー名:F17O7(プライマー番号93に記載のプライマー対)
(d)第二染色体の北側領域
プライマー名:F2I9(プライマー番号111に記載のプライマー対)
(e)第二染色体の中央領域
プライマー名:T9J22(プライマー番号141に記載のプライマー対)
(f)第二染色体の南側領域
プライマー名:T9J23(プライマー番号168に記載のプライマー対)
(g)第三染色体の北側領域
プライマー名:T4P13(プライマー番号169に記載のプライマー対)
(h)第三染色体の中央領域
プライマー名:K17E12(プライマー番号202に記載のプライマー対)
(i)第三染色体の南側領域
プライマー名:MAA21(プライマー番号228に記載のプライマー対)
(j)第四染色体の北側領域
プライマー名:T5J8(プライマー番号232に記載のプライマー対)
(k)第四染色体の中央領域
プライマー名:FCA8(プライマー番号252に記載のプライマー対)
(l)第四染色体の南側領域
プライマー名:F3L17(プライマー番号268に記載のプライマー対)
(m)第五染色体の北側領域
プライマー名:MAC12(プライマー番号287に記載のプライマー対)
(n)第五染色体の中央領域
プライマー名:K5J14(プライマー番号328に記載のプライマー対)
(o)第五染色体の南側領域
プライマー名:LA522(プライマー番号366に記載のプライマー対)
(A) Northern region of the first chromosome Primer name: F10K1 (primer pair described in primer number 11)
(B) Central region of the first chromosome Primer name: F28H19 (primer pair described in primer number 49)
(C) Southern region of the first chromosome Primer name: F17O7 (primer pair described in primer number 93)
(D) Northern region of the second chromosome Primer name: F2I9 (primer pair described in primer number 111)
(E) Central region of the second chromosome Primer name: T9J22 (primer pair described in primer number 141)
(F) Southern region of the second chromosome Primer name: T9J23 (primer pair described in primer number 168)
(G) Northern region of the third chromosome Primer name: T4P13 (primer pair described in primer number 169)
(H) Central region of the third chromosome Primer name: K17E12 (primer pair described in primer number 202)
(I) Southern region of the third chromosome Primer name: MAA21 (primer pair described in primer number 228)
(J) Northern region of chromosome 4 Primer name: T5J8 (primer pair described in primer number 232)
(K) Central region of chromosome 4 Primer name: FCA8 (primer pair described in primer number 252)
(L) Southern region of chromosome 4 Primer name: F3L17 (primer pair described in primer number 268)
(M) Northern region of chromosome 5 Primer name: MAC12 (primer pair described in primer number 287)
(N) Central region of chromosome 5 Primer name: K5J14 (primer pair described in primer number 328)
(O) Southern region of chromosome 5 Primer name: LA522 (primer pair described in primer number 366)

変異体の表現型を示す選抜された第二世代のゲノムDNAを鋳型として、上記各プライマー対を用いてPCRを行い、得られたPCR産物が変異体タイプ(コロンビア型)を示すのか、野生株タイプ(ランズバーグ型)を示すのか、それぞれ調べた。その結果を以下の表に示す。   Using the selected second-generation genomic DNA showing the mutant phenotype as a template, PCR is performed using each of the above primer pairs, and whether the obtained PCR product shows the mutant type (Colombia type) Each type was investigated to indicate whether it was a Landsburg type. The results are shown in the following table.

Figure 2005192478
Figure 2005192478

14個体(28染色体)の第二世代について調べたところ、第5染色体の北側に設計されたプライマー対MAC12を用いて増幅されたPCR産物は、27/28が変異体のタイプ(コロンビア型)を示した。すなわち、「プライマー対MAC12が増幅したゲノムDNAの領域」が、選択された第二世代の染色体(28)の最多数(27)において、変異体に由来すると同定された。これによりSGR9遺伝子が第5染色体の北側に座上することが明らかになった。   When examining the second generation of 14 individuals (28 chromosomes), the PCR product amplified using the primer pair MAC12 designed on the north side of chromosome 5 shows that 27/28 is the mutant type (Colombia type). Indicated. That is, it was identified that the “region of genomic DNA amplified by primer pair MAC12” was derived from the mutant in the largest number (27) of the selected second generation chromosomes (28). This revealed that the SGR9 gene sits on the north side of chromosome 5.

2)第二次マッピング
更に、この近傍に設計されたプライマー対:F7J8(プライマー番号275)、MAH20(プライマー番号283), MAC12(プライマー番号287), MRG7(プライマー番号291), K18P6(プライマー番号300)を使い、SGR9遺伝子が、F7J8とMAH20の間に位置することを確認した。
2) Secondary mapping Furthermore, primer pairs designed in the vicinity: F7J8 (primer number 275), MAH20 (primer number 283), MAC12 (primer number 287), MRG7 (primer number 291), K18P6 (primer number 300) ) To confirm that the SGR9 gene is located between F7J8 and MAH20.

すなわち、変異体の表現型を示す選抜された第二世代(上述の14個体を含む23個体)のゲノムDNAを鋳型として、上記各プライマー対を用いてそれぞれPCRを行い、得られたPCR産物が変異体タイプ(コロンビア型)を示すのか、野生型タイプ(ランズバーグ型)を示すのか、それぞれ調べた。その結果を以下の表に示す。   That is, using the selected second generation (23 individuals including the above 14 individuals) genomic DNA showing the mutant phenotype as a template, PCR was performed using each of the above primer pairs, and the resulting PCR products were Whether it was a mutant type (Colombia type) or a wild type (Lansberg type) was examined. The results are shown in the following table.

Figure 2005192478
Figure 2005192478

表34において、3、4、8、11、12、14、19、20、21番の第二世代がキメラ染色体(変異体の系統に由来する部位と野生型の系統に由来する部位の両方を有する染色体)を有する。表34に示される結果から、これら第二世代のキメラ染色体それぞれにおいて、「野生型の系統に由来する領域」を、変異遺伝子が存在しない領域として決定した。ここで「野生型の系統に由来する領域」を、図6に黒塗りの領域として示す。この領域の何れにも該当しない領域(すなわちF7J8とMAH20のPCRマーカーの間の領域)に、変異遺伝子(SGR9遺伝子)が位置すると決定された。   In Table 34, the second generation of Nos. 3, 4, 8, 11, 12, 14, 19, 20, 21 is a chimeric chromosome (both sites derived from mutant strains and sites derived from wild type strains). Having chromosomes). From the results shown in Table 34, in each of these second-generation chimeric chromosomes, the “region derived from the wild-type strain” was determined as a region where no mutant gene was present. Here, “regions derived from wild-type strains” are shown as black regions in FIG. It was determined that the mutant gene (SGR9 gene) is located in a region not corresponding to any of these regions (that is, a region between the PCR markers of F7J8 and MAH20).

3)第三次マッピング
次いで、このF7J8(プライマー番号275)とMAH20(プライマー番号283)のPCRマーカーを使って、第二世代180個体についてFIRE法を行い、この2組のPCRマーカー間で染色体の組換えを示した32個体を選抜した。
3) Tertiary mapping Next, using the F7J8 (primer number 275) and MAH20 (primer number 283) PCR markers, the FIRE method was performed on 180 individuals of the second generation. 32 individuals who showed recombination were selected.

この32個体について、2組のPCRマーカーに加えて2組のPCRマーカー間に位置するPCRマーカー:T7H20(プライマー番号276), F15A17(プライマー番号277), MED24(プライマー番号279), MUK11(プライマー番号280), MJJ3s(プライマー番号281)を用いてさらに調べ、SGR9遺伝子座がT7H20とF15A17の間にあることが分かった(組換え体は9個体)。   For these 32 individuals, in addition to the two sets of PCR markers, PCR markers located between the two sets of PCR markers: T7H20 (primer number 276), F15A17 (primer number 277), MED24 (primer number 279), MUK11 (primer number) 280), MJJ3s (primer number 281), it was found that the SGR9 locus is between T7H20 and F15A17 (9 recombinants).

具体的には、FIRE法で選抜された第二世代(32個体)のゲノムDNAを鋳型として、上記各プライマー対を用いてそれぞれPCRを行い、得られたPCR産物が変異体タイプ(コロンビア型)を示すのか、野生型タイプ(ランズバーグ型)を示すのか、それぞれ調べた。その結果を以下の表35に示す。なお表33〜表36において、選択された第二世代の個体番号は、同一個体には同じ番号を付した。   Specifically, using the second generation (32 individuals) selected by the FIRE method as a template, PCR was performed using each of the above primer pairs, and the resulting PCR product was a mutant type (Colombia type). Or wild type (Lansberg type). The results are shown in Table 35 below. In Table 33 to Table 36, the same number is assigned to the same individual as the selected second generation individual number.

Figure 2005192478
Figure 2005192478

表35に示される結果から、変異型の表現型を示す第二世代(個体番号8、20、76、102、123、126、135、155)のキメラ染色体それぞれにおいて、「野生型の系統に由来する領域」を変異遺伝子が存在しない領域として決定した。ここで「野生型の系統に由来する領域」を、図7に黒塗りの領域として示す。この領域の何れにも該当しない領域(すなわちT7H20とF15A17の間の領域)に、変異遺伝子(SGR9遺伝子)が位置すると決定した。   From the results shown in Table 35, in each of the second generation chimera chromosomes (individual numbers 8, 20, 76, 102, 123, 126, 135, 155) showing a mutant phenotype, “derived from a wild type strain” The “region to do” was determined as the region where the mutant gene was not present. Here, “regions derived from wild-type strains” are shown as black regions in FIG. It was determined that the mutant gene (SGR9 gene) is located in a region not corresponding to any of these regions (that is, a region between T7H20 and F15A17).

ここで、T7H20(プライマー番号276)とF15A17(プライマー番号277)の間の距離は約350kbであった。以上第一次マッピングから第三次マッピングは、本発明のPCRプライマー対のセットのデータベースを利用した。   Here, the distance between T7H20 (primer number 276) and F15A17 (primer number 277) was about 350 kb. As described above, the primary mapping to the third mapping utilize the database of the PCR primer pair sets of the present invention.

なお、本実施例の第三次マッピングにおいては、変異型の表現型を示す第二世代(個体番号8、20、76、102、123、126、135、155)を用いたPCRの結果(表35および図7参照)のみに着目して、「野生型の系統に由来する領域」を変異遺伝子が存在しない領域として決定し、この領域に該当しない領域に変異遺伝子の遺伝子座を絞り込むことができた。
しかし、変異型の表現型を示す第二世代の結果のみを用いて、遺伝子座を十分絞り込むことができないときは、C−Hタイプの野生型を示す第二世代(個体番号138)およびH−Cタイプの野生型を示す第二世代(個体番号39、51、160、171、173、174)を用いたPCRの結果(表35)にも着目して、「野生型の系統に由来する領域」を変異遺伝子が存在する領域として決定して、更に遺伝子座を絞り込んでもよい。ここでは便宜的に、表35に記載される結果が、左から順にC→Hである野生型を「C−Hタイプの野生型」と称し、左から順にH→Cである野生型を「H−Cタイプの野生型」と称する。
In the third mapping of this example, the results of PCR using the second generation (individual numbers 8, 20, 76, 102, 123, 126, 135, 155) showing the mutant phenotype (Table) 35 and FIG. 7), the “region derived from the wild-type strain” is determined as the region where the mutant gene does not exist, and the locus of the mutant gene can be narrowed down to a region not corresponding to this region. It was.
However, when gene loci cannot be sufficiently narrowed down using only the results of the second generation showing the mutant phenotype, the second generation (individual number 138) showing the wild type of CH type and H- Paying attention also to the PCR results (Table 35) using the second generation (individual numbers 39, 51, 160, 171, 173, 174) showing the C type wild type, “regions derived from wild type strains” "May be determined as a region where the mutated gene exists, and the gene locus may be further narrowed down. Here, for convenience, the results shown in Table 35 are referred to as “C-H type wild type” in the order of C → H from the left, and “H-C” wild type in the order from the left. It is referred to as “HC type wild type”.

しかし、上記結果を用いても未だ遺伝子座を十分に絞り込むことができないときは、L−Hタイプの野生型を示す第二世代(個体番号27、40、81、94、116、143、147、183、192)およびH−Lタイプの野生型を示す第二世代(個体番号42、92、129、149、156、159)に着目して、変異遺伝子の遺伝子座の絞り込みを行ってもよい(上述のとおり、表35に記載される結果が、左から順にL→Hである野生型を「L−Hタイプの野生型」と称し、左から順にH→Lである野生型を「H−Lタイプの野生型」と称する)。ただし、ここで着目したL−Hタイプの野生型およびH−Lタイプの野生型については、そのPCRの結果(表35)のみからでは、変異遺伝子の位置を絞り込むことはできないため、第三世代を作成する必要がある。すなわち、L−Hタイプの野生型を示す第二世代(個体番号27、40、81、94、116、143、147、183、192)およびH−Lタイプの野生型を示す第二世代(個体番号42、92、129、149、156、159)について、第三世代(F3世代)を作成し、その表現型を調べることにより、遺伝子座の絞り込みを行うことができる。作成した第三世代から変異型の表現型を示す個体が得られず、第三世代が全て野生型の表現型を示す場合には、変異遺伝子は、第二世代の染色体において「野生型の系統に由来する領域」がホモである領域に存在すると決定する。あるいは、作成した第三世代のおよそ1/4に変異型の表現型が現れる場合には、変異遺伝子は、第二世代の染色体において「野生型の系統に由来する領域」と「変異型の系統に由来する領域」がヘテロである領域に存在すると決定する。   However, when the gene loci still cannot be sufficiently narrowed down using the above results, the second generation (individual numbers 27, 40, 81, 94, 116, 143, 147, 183, 192) and the second generation (individual numbers 42, 92, 129, 149, 156, 159) showing HL type wild type, the loci of mutant genes may be narrowed down ( As described above, the wild type in which the results shown in Table 35 are L → H in order from the left is referred to as “L-H type wild type”, and the wild type in which H → L is in order from the left is “H- "L type wild type"). However, for the LH type wild type and the HL type wild type focused here, the position of the mutant gene cannot be narrowed down only from the PCR results (Table 35). Need to create. That is, the second generation (individual numbers 27, 40, 81, 94, 116, 143, 147, 183, 192) showing the wild type of the LH type and the second generation (individuals) showing the wild type of the HL type. By creating a third generation (F3 generation) for numbers 42, 92, 129, 149, 156, and 159) and examining their phenotypes, the loci can be narrowed down. If an individual showing a mutant phenotype is not obtained from the third generation, and all the third generations show a wild type phenotype, the mutant gene is identified as “wild type strain in the second generation chromosome. It is determined that the “region derived from” exists in a region that is homozygous. Alternatively, if a mutant phenotype appears in about 1/4 of the third generation created, the mutant gene is identified as “region derived from wild type strain” and “mutant strain” in the second generation chromosome. It is determined that the “region derived from” exists in a heterogeneous region.

4)第四次マッピング
これ以上更に詳細に遺伝子座を特定するために、T7H20(プライマー番号276)とF15A17(プライマー番号277)の間に4組のPCRマーカー(w、x、y、z)を独自に作成し、最終的に距離にして約70kb、遺伝子数にして24遺伝子中にSGR9が含まれることが分かった。図5において、4組のPCRマーカーをw、x、y、zで示し、24遺伝子の各々を「→」で示す。
4) Quaternary mapping In order to identify the locus in more detail, four sets of PCR markers (w, x, y, z) were inserted between T7H20 (primer number 276) and F15A17 (primer number 277). It was created independently, and it was finally found that SGR9 was contained in 24 genes in terms of the number of genes of about 70 kb in distance. In FIG. 5, four sets of PCR markers are indicated by w, x, y, and z, and each of the 24 genes is indicated by “→”.

4組のPCRマーカーw、x、y、zを以下に記す。
PCRマーカーw:
w-forward; GTGTGCATGAAGCACAGACC(配列番号733)
w-reverse; ACCAAGTGATCATGCAAGCC(配列番号734)
PCRマーカーx:
x-forward; AGAAGGCTACCAAGTTCCAGCC(配列番号735)
x-reverse; TGTTTGTTGTCGACATGTCATC(配列番号736)
PCRマーカーy:
y-forward; CTGCATTAGGTGTATCGTGTC(配列番号737)
y-reverse; TGGTAAAGTGACGGTGGTGG(配列番号738)
PCRマーカーz:
z-forward; GGTTTAAATCGAACGAGTCAC(配列番号739)
z-reverse; TAAATTTCTTTGTGGTTCCCTAC(配列番号740)
Four sets of PCR markers w, x, y, and z are described below.
PCR marker w:
w-forward; GTGTGCATGAAGCACAGACC (SEQ ID NO: 733)
w-reverse; ACCAAGTGATCATGCAAGCC (SEQ ID NO: 734)
PCR marker x:
x-forward; AGAAGGCTACCAAGTTCCAGCC (SEQ ID NO: 735)
x-reverse; TGTTTGTTGTCGACATGTCATC (SEQ ID NO: 736)
PCR marker y:
y-forward; CTGCATTAGGTGTATCGTGTC (SEQ ID NO: 737)
y-reverse; TGGTAAAGTGACGGTGGTGG (SEQ ID NO: 738)
PCR marker z:
z-forward; GGTTTAAATCGAACGAGTCAC (SEQ ID NO: 739)
z-reverse; TAAATTTCTTTGTGGTTCCCTAC (SEQ ID NO: 740)

ここでの第四次マッピングは、第三次マッピングと同様に行った。すなわち、第三次マッピングで選抜した第二世代32個体のなかから、T7H20とF15A17の間で染色体の組換えを起こした個体(個体番号8、39、42、51、76、92、102.147.167)を選抜した(表35参照)。選抜された第二世代のゲノムDNAを鋳型として、T7H20(プライマー番号276)とF15A17(プライマー番号277)と上記4組のPCRマーカーのプライマー対を用いてそれぞれPCRを行い、得られたPCR産物が変異体タイプ(コロンビア型)を示すのか、野生型タイプ(ランズバーグ型)を示すのか、それぞれ調べた。その結果を以下の表36に示す。   The fourth-order mapping here was performed in the same manner as the third-order mapping. That is, among the 32 second generation individuals selected in the third mapping, individuals having undergone chromosome recombination between T7H20 and F15A17 (individual numbers 8, 39, 42, 51, 76, 92, 102.147). .167) were selected (see Table 35). Using the selected second-generation genomic DNA as a template, PCR was performed using T7H20 (primer number 276), F15A17 (primer number 277), and primer pairs of the above four sets of PCR markers. Whether it was a mutant type (Colombia type) or a wild type (Lansberg type) was examined. The results are shown in Table 36 below.

Figure 2005192478
Figure 2005192478

表36に示される個体番号8の結果から、変異遺伝子はT7H20とPCRマーカーyの間に位置すると決定することができ、個体番号167の結果から、変異遺伝子はPCRマーカーxとF15A17の間に位置すると決定することができた。よって、変異遺伝子(SGR9遺伝子)は、PCRマーカーxとyの間に位置すると決定した。   From the result of individual number 8 shown in Table 36, it can be determined that the mutant gene is located between T7H20 and PCR marker y. From the result of individual number 167, the mutant gene is located between PCR marker x and F15A17. Then I was able to decide. Therefore, the mutated gene (SGR9 gene) was determined to be located between the PCR markers x and y.

PCRマーカーxとyの間に存在する24遺伝子についてデータベースの情報に基づいて詳しく検討し、SGR9である可能性が高いと考えられる遺伝子について、変異体と野生株の塩基配列の比較を行った。候補として挙げた5遺伝子について、塩基配列の確認を行い、うち1遺伝子のORF中で変異が見つかった。   The 24 genes existing between the PCR markers x and y were examined in detail based on the information in the database, and the nucleotide sequence of the mutant and the wild strain were compared for a gene considered to be highly likely to be SGR9. The nucleotide sequences of 5 genes listed as candidates were confirmed, and mutations were found in the ORF of 1 gene.

この遺伝子が間違いなくSGR9遺伝子であるかどうかは、相補性試験により確認することができる。すなわち、変異遺伝子として決定された1遺伝子を含むゲノムDNAを野生型植物からクローニングし、これを変異遺伝子SGR9を有するsgr9-1変異体に導入して、その表現型を野生型に回復できることを確認する。   Whether this gene is definitely the SGR9 gene can be confirmed by a complementation test. That is, genomic DNA containing one gene determined as a mutated gene was cloned from a wild type plant and introduced into a sgr9-1 mutant having a mutated gene SGR9 to confirm that the phenotype could be restored to the wild type. To do.

本発明のプライマー対のサブセットの一例の、染色体上の位置を模式的に示した図。The figure which showed typically the position on the chromosome of an example of the subset of the primer pair of this invention. マッピングの原理を説明する図。The figure explaining the principle of mapping. マッピングの原理を説明する図(図2のつづき)。The figure explaining the principle of mapping (continuation of FIG. 2). 各キメラ染色体における変異遺伝子が存在しない領域(黒塗りの領域)に基いて、変異遺伝子が存在する領域を決定する様子を示す図。The figure which shows a mode that the area | region where a mutated gene exists is determined based on the area | region (black area) where the mutated gene does not exist in each chimeric chromosome. 本発明のマッピング方法により変異遺伝子(SGR9遺伝子)の位置を決定する過程を示す図。The figure which shows the process of determining the position of a variant gene (SGR9 gene) with the mapping method of this invention. 第二次マッピングの結果を示す図。The figure which shows the result of a secondary mapping. 第三次マッピングの結果を示す図。The figure which shows the result of a tertiary mapping.

Claims (8)

シロイヌナズナの各系統を、各系統間の多型に基くPCR産物の差異により識別することが可能なマッピング用PCRプライマー対の全セットであって、
シロイヌナズナのゲノムDNAの全領域にわたって設計された表1〜表32に記載のプライマー番号1〜366のプライマー対の全セット。
A complete set of PCR primer pairs for mapping that can distinguish each strain of Arabidopsis thaliana by the difference in PCR products based on polymorphisms between each strain,
33. A complete set of primer pairs of primer numbers 1 to 366 listed in Tables 1 to 32 designed over the entire region of Arabidopsis genomic DNA.
シロイヌナズナの各系統を、各系統間の多型に基くPCR産物の差異により識別することが可能なマッピング用PCRプライマー対であって、
シロイヌナズナのゲノムDNAの全領域にわたって設計された表1〜表32に記載のプライマー番号1〜366のプライマー対から選択される何れか1のプライマー対。
A PCR primer pair for mapping capable of distinguishing each strain of Arabidopsis thaliana by a difference in PCR product based on polymorphism between each strain,
Any one primer pair selected from the primer pairs of primer numbers 1 to 366 shown in Tables 1 to 32 designed over the entire region of the genomic DNA of Arabidopsis thaliana.
シロイヌナズナの各系統を、各系統間の多型に基くPCR産物の差異により識別することが可能なマッピング用PCRプライマー対のサブセットであって、
表1〜表32に記載のプライマー番号1〜366のプライマー対から選択される複数のプライマー対から構成され、かつシロイヌナズナのゲノムDNAの全領域にわたって所定の間隔で設計されたプライマー対のサブセット。
A subset of mapping PCR primer pairs capable of distinguishing each strain of Arabidopsis thaliana by the PCR product difference based on the polymorphism between each strain,
A subset of primer pairs composed of a plurality of primer pairs selected from the primer pairs of primer numbers 1 to 366 described in Tables 1 to 32 and designed at predetermined intervals over the entire region of Arabidopsis genomic DNA.
シロイヌナズナの各系統を、各系統間の多型に基くPCR産物の差異により識別することが可能なマッピング用PCRプライマー対のサブセットであって、
以下の組み合わせから構成されるプライマー対のサブセット:
A)シロイヌナズナ第一染色体のゲノムDNAをa個(aは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第一染色体のゲノムDNA上に設計された表1〜表10に記載のプライマー番号1〜109のプライマー対を前記領域に対応させたa個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計a個のプライマー対;
B)シロイヌナズナ第二染色体のゲノムDNAをb個(bは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第二染色体のゲノムDNA上に設計された表11〜表15に記載のプライマー番号110〜168のプライマー対を前記領域に対応させたb個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計b個のプライマー対;
C)シロイヌナズナ第三染色体のゲノムDNAをc個(cは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第三染色体のゲノムDNA上に設計された表16〜表20に記載のプライマー番号169〜228のプライマー対を前記領域に対応させたc個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計c個のプライマー対;
D)シロイヌナズナ第四染色体のゲノムDNAをd個(dは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第四染色体のゲノムDNA上に設計された表21〜表24に記載のプライマー番号229〜274のプライマー対を前記領域に対応させたd個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計d個のプライマー対;および
E)シロイヌナズナ第五染色体のゲノムDNAをe個(eは2以上の整数)のほぼ均等な領域に分けることにより、第五染色体のゲノムDNA上に設計された表25〜表32に記載のプライマー番号275〜366のプライマー対を前記領域に対応させたe個のグループに分類し、各グループから一つずつプライマー対を選択することにより得られる計e個のプライマー対。
A subset of mapping PCR primer pairs capable of distinguishing each strain of Arabidopsis thaliana by the PCR product difference based on the polymorphism between each strain,
A subset of primer pairs consisting of the following combinations:
A) Primers described in Tables 1 to 10 designed on the genomic DNA of the first chromosome by dividing the genomic DNA of the Arabidopsis first chromosome into a substantially equal region of a (a is an integer of 2 or more). A total of a primer pairs obtained by classifying the primer pairs of Nos. 1 to 109 into a groups corresponding to the regions and selecting one primer pair from each group;
B) Primers described in Tables 11 to 15 designed on the genomic DNA of the second chromosome by dividing the genomic DNA of the second chromosome of Arabidopsis into b substantially equal regions (b is an integer of 2 or more). A total of b primer pairs obtained by classifying the primer pairs of numbers 110 to 168 into b groups corresponding to the regions and selecting one primer pair from each group;
C) Primers according to Table 16 to Table 20 designed on the genomic DNA of the third chromosome by dividing the genomic DNA of the third chromosome of Arabidopsis into c (c is an integer of 2 or more) substantially equal regions A total of c primer pairs obtained by classifying the primer pairs of numbers 169 to 228 into c groups corresponding to the region and selecting one primer pair from each group;
D) The primers shown in Tables 21 to 24 designed on the genomic DNA of the fourth chromosome by dividing the genomic DNA of the fourth chromosome of Arabidopsis thaliana into d almost equal regions (d is an integer of 2 or more). A total of d primer pairs obtained by classifying the primer pairs of numbers 229 to 274 into d groups corresponding to the region and selecting one primer pair from each group; and E) Arabidopsis fifth By dividing the genomic DNA of the chromosome into e (e is an integer of 2 or more) substantially equal regions, primer numbers 275 to 366 shown in Tables 25 to 32 designed on the genomic DNA of the fifth chromosome The primer pairs are classified into e groups corresponding to the regions, and a total of e primers obtained by selecting one primer pair from each group. Rimmer vs.
シロイヌナズナの各系統を、各系統間の多型に基くPCR産物の差異により識別することが可能なマッピング用PCRプライマー対のサブセットであって、
以下の組み合わせから構成されるプライマー対のサブセット:
a)シロイヌナズナ第一染色体の北側領域に設計された表1〜表3に記載のプライマー番号1〜30のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
b)シロイヌナズナ第一染色体の中央領域に設計された表3〜表5に記載のプライマー番号31〜60のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
c)シロイヌナズナ第一染色体の南側領域に設計された表6〜表10に記載のプライマー番号61〜109のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
d)シロイヌナズナ第二染色体の北側領域に設計された表11〜表12に記載のプライマー番号110〜130のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
e)シロイヌナズナ第二染色体の中央領域に設計された表12〜表14に記載のプライマー番号131〜150のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
f)シロイヌナズナ第二染色体の南側領域に設計された表14〜表15に記載のプライマー番号151〜168のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
g)シロイヌナズナ第三染色体の北側領域に設計された表16〜表17に記載のプライマー番号169〜188のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
h)シロイヌナズナ第三染色体の中央領域に設計された表17〜表19に記載のプライマー番号189〜208のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
i)シロイヌナズナ第三染色体の南側領域に設計された表19〜表20に記載のプライマー番号209〜228のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
j)シロイヌナズナ第四染色体の北側領域に設計された表21〜表22に記載のプライマー番号229〜243のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
k)シロイヌナズナ第四染色体の中央領域に設計された表22〜表23に記載のプライマー番号244〜259のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
l)シロイヌナズナ第四染色体の南側領域に設計された表23〜表24に記載のプライマー番号260〜274のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
m)シロイヌナズナ第五染色体の北側領域に設計された表25〜表27に記載のプライマー番号275〜305のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;
n)シロイヌナズナ第五染色体の中央領域に設計された表27〜表30に記載のプライマー番号306〜336のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対;および
o)シロイヌナズナ第五染色体の南側領域に設計された表30〜表32に記載のプライマー番号337〜366のプライマー対からなる群より選択される何れか1のプライマー対。
A subset of mapping PCR primer pairs capable of distinguishing each strain of Arabidopsis thaliana by the PCR product difference based on the polymorphism between each strain,
A subset of primer pairs consisting of the following combinations:
a) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 1 to 30 described in Tables 1 to 3 designed in the northern region of Arabidopsis first chromosome;
b) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 31 to 60 described in Tables 3 to 5 designed in the central region of Arabidopsis first chromosome;
c) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 61 to 109 described in Tables 6 to 10 designed in the southern region of the first chromosome of Arabidopsis thaliana;
d) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 110 to 130 described in Tables 11 to 12 designed in the northern region of Arabidopsis second chromosome;
e) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 131 to 150 described in Table 12 to Table 14 designed in the central region of Arabidopsis second chromosome;
f) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 151 to 168 shown in Tables 14 to 15 designed in the southern region of Arabidopsis second chromosome;
g) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 169 to 188 listed in Table 16 to Table 17 designed in the northern region of the third chromosome of Arabidopsis thaliana;
h) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 189 to 208 listed in Table 17 to Table 19 designed in the central region of Arabidopsis third chromosome;
i) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 209 to 228 described in Table 19 to Table 20 designed in the southern region of the third chromosome of Arabidopsis thaliana;
j) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 229 to 243 described in Tables 21 to 22 designed in the northern region of Arabidopsis fourth chromosome;
k) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 244 to 259 described in Table 22 to Table 23 designed in the central region of Arabidopsis fourth chromosome;
l) Any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 260 to 274 listed in Table 23 to Table 24 designed in the southern region of Arabidopsis fourth chromosome;
m) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 275 to 305 described in Table 25 to Table 27 designed in the northern region of Arabidopsis chromosome 5;
n) any one primer pair selected from the group consisting of the primer pairs of primer numbers 306 to 336 listed in Table 27 to Table 30 designed in the central region of Arabidopsis fifth chromosome; and o) Arabidopsis fifth chromosome Any one primer pair selected from the group consisting of primer pairs of primer numbers 337 to 366 described in Table 30 to Table 32 designed in the south region of
シロイヌナズナの変異遺伝子をマッピングする方法であって、
(1)変異遺伝子を有するシロイヌナズナ変異体と、該変異体とは異なる系統の野生型シロイヌナズナとを交配し、第一世代を得る工程と、
(2)得られた前記第一世代を自家受粉させて複数の第二世代を得る工程と、
(3)(i)前記第一世代が前記野生型の表現型を示す場合(すなわち、変異遺伝子が劣性遺伝子である場合)、得られた前記第二世代のなかから前記変異体の表現型を示す複数の第二世代を選択する工程、あるいは(ii)前記第一世代が前記変異体の表現型を示す場合(すなわち、変異遺伝子が優性遺伝子である場合)、得られた前記第二世代のなかから前記野生型の表現型を示す複数の第二世代を選択する工程と、
(4)前記工程(3)で選択された複数の第二世代のうちの一個体のゲノムDNAを鋳型として、請求項3〜5の何れか1項に記載のマッピング用PCRプライマー対のサブセットの各プライマー対を用いてそれぞれPCRを行い、各プライマー対が増幅したゲノムDNAの各部位が、各系統間の多型に基くPCR産物のサイズの違いまたはPCR産物の切断断片のパターンの違いにより、前記変異体の系統に由来する部位であるか前記野生型の系統に由来する部位であるかをそれぞれ同定する工程であって、該PCRおよび同定が、前記工程(3)で選択された前記複数の第二世代の全個体の各ゲノムDNAに対してそれぞれ行われる工程と、
(5)(i)前記第一世代が前記野生型の表現型を示す場合、選択された前記複数の第二世代の最多数において前記変異体の系統に由来すると同定されたゲノムDNAの部位を決定し、ここで決定されたゲノムDNAの部位の近傍に変異遺伝子が存在すると決定する工程、あるいは(ii)前記第一世代が前記変異体の表現型を示す場合、選択された前記複数の第二世代の最多数において前記野生型の系統に由来すると同定されたゲノムDNAの部位を決定し、ここで決定されたゲノムDNAの部位の近傍に変異遺伝子が存在すると決定する工程と
を含むことを特徴とする方法。
A method for mapping a mutant gene of Arabidopsis,
(1) crossing an Arabidopsis mutant having a mutant gene with a wild-type Arabidopsis thaliana having a different strain from the mutant to obtain a first generation;
(2) self-pollinating the obtained first generation to obtain a plurality of second generations;
(3) (i) When the first generation shows the wild type phenotype (ie, when the mutant gene is a recessive gene), the phenotype of the mutant is selected from the obtained second generation. Selecting a plurality of second generations to be indicated, or (ii) if the first generation exhibits the mutant phenotype (ie, the mutant gene is a dominant gene), Selecting a plurality of second generations exhibiting the wild type phenotype from among them,
(4) A subset of the mapping PCR primer pair according to any one of claims 3 to 5, wherein the genomic DNA of one individual of the plurality of second generations selected in the step (3) is used as a template. PCR was performed using each primer pair, and each site of the genomic DNA amplified by each primer pair was caused by the difference in the size of the PCR product based on the polymorphism between each strain or the difference in the pattern of the cleavage fragment of the PCR product. A step of identifying whether the site is derived from the mutant strain or the wild-type strain, wherein the PCR and identification are selected in the step (3). The steps performed for each genomic DNA of all individuals of the second generation of
(5) (i) when the first generation exhibits the wild-type phenotype, a site of genomic DNA identified as being derived from the mutant strain in the largest number of the selected second generations Determining and determining that the mutant gene is present in the vicinity of the determined genomic DNA site, or (ii) if the first generation exhibits the mutant phenotype, Determining a site of genomic DNA identified as being derived from the wild-type strain in the largest number of two generations, and determining that a mutant gene is present in the vicinity of the site of genomic DNA determined here. Feature method.
請求項6に記載のシロイヌナズナの変異遺伝子をマッピングする方法であって、更に以下の工程を含むことを特徴とする方法:
(6)表1〜表32に記載のプライマー番号1〜366のプライマー対のなかから、前記工程(5)で決定されたゲノムDNAの部位の近傍に設計されているプライマー対を複数選択する工程と、
(7)前記工程(3)で選択された複数の第二世代のうちの一個体のゲノムDNAを鋳型として、前記工程(6)で選択された各プライマー対を用いてそれぞれPCRを行い、各プライマー対が増幅したゲノムDNAの各部位が、各系統間の多型に基くPCR産物のサイズの違いまたはPCR産物の切断断片のパターンの違いにより、前記変異体の系統に由来する部位であるか前記野生型の系統に由来する部位であるかをそれぞれ同定する工程であって、該PCRおよび同定が、前記工程(3)で選択された前記複数の第二世代の全個体の各ゲノムDNAに対してそれぞれ行われる工程と、
(8)前記工程(7)で同定された結果に基づいて、前記複数の第二世代が有する染色体のなかから、前記変異体の系統に由来する部位と前記野生型に由来する部位の両方を有するキメラ染色体を複数選択する工程と、
(9)(i)前記第一世代が前記野生型の表現型を示す場合、前記工程(7)で同定された結果から、前記キメラ染色体のそれぞれにおいて、前記野生型の系統に由来する染色体領域(すなわち変異遺伝子が存在しない領域)を決定する工程、あるいは(ii)前記第一世代が前記変異体の表現型を示す場合、前記工程(7)で同定された結果から、前記キメラ染色体のそれぞれにおいて、前記変異型の系統に由来する染色体領域(すなわち変異遺伝子が存在しない領域)を決定する工程と、
(10)前記複数のキメラ染色体において前記工程(9)で決定された各染色体領域の何れにも該当しない染色体領域に、変異遺伝子が存在すると決定する工程。
A method for mapping an Arabidopsis mutant gene according to claim 6, further comprising the following steps:
(6) A step of selecting a plurality of primer pairs designed in the vicinity of the genomic DNA site determined in step (5) from the primer pairs of primer numbers 1 to 366 described in Tables 1 to 32 When,
(7) PCR is performed using each primer pair selected in the step (6), using the genomic DNA of one individual of the plurality of second generations selected in the step (3) as a template, Whether each site of genomic DNA amplified by the primer pair is a site derived from the mutant strain due to the difference in the size of the PCR product based on the polymorphism between the strains or the pattern of the cleavage fragment of the PCR product Identifying whether each site is derived from the wild-type strain, wherein the PCR and identification are performed on each genomic DNA of the plurality of second generation individuals selected in the step (3). For each process,
(8) Based on the result identified in the step (7), from the chromosomes of the plurality of second generations, both the site derived from the mutant strain and the site derived from the wild type Selecting a plurality of chimeric chromosomes having,
(9) (i) When the first generation exhibits the wild type phenotype, from the result identified in the step (7), a chromosomal region derived from the wild type strain in each of the chimeric chromosomes (Ie, a region where no mutant gene is present), or (ii) when the first generation shows the mutant phenotype, from the result identified in the step (7), Determining the chromosomal region derived from the mutant strain (i.e., the region where the mutant gene does not exist),
(10) A step of determining that a mutant gene is present in a chromosomal region that does not correspond to any of the chromosomal regions determined in the step (9) in the plurality of chimeric chromosomes.
請求項7に記載のシロイヌナズナの変異遺伝子をマッピングする方法であって、更に以下の工程を含むことを特徴とする方法:
(11)前記工程(10)で決定された染色体領域の範囲内で組換えを起こしたキメラ染色体を有する第二世代を、前記工程(1)および(2)により調製される第二世代のなかから複数選択する工程と、
(12)表1〜表32に記載のプライマー番号1〜366のプライマー対のなかから、前記工程(10)で決定された染色体領域を挟むように設計されているプライマー対および前記工程(10)で決定された染色体領域内に設計されているプライマー対を複数選択する工程と、
(13)前記工程(11)で選択された複数の第二世代のうちの一個体のゲノムDNAを鋳型として、前記工程(12)で選択された各プライマー対を用いてそれぞれPCRを行い、各プライマー対が増幅したゲノムDNAの各部位が、各系統間の多型に基くPCR産物のサイズの違いまたはPCR産物の切断断片のパターンの違いにより、前記変異体の系統に由来する部位であるか前記野生型の系統に由来する部位であるかをそれぞれ同定する工程であって、該PCRおよび同定が、前記工程(11)で選択された前記複数の第二世代の全個体の各ゲノムDNAに対してそれぞれ行われる工程と、
(14)(i)前記第一世代が前記野生型の表現型を示す場合、前記工程(11)で選択された複数の第二世代のなかから、変異型の表現型を示す個体を複数選抜する工程、あるいは(ii)前記第一世代が前記変異体の表現型を示す場合、前記工程(11)で選択された複数の第二世代のなかから、野生型の表現型を示す個体を複数選抜する工程と、
(15)(i)前記第一世代が前記野生型の表現型を示す場合、前記工程(13)で同定された結果から、前記工程(14)で選抜された個体のキメラ染色体のそれぞれにおいて、前記野生型の系統に由来する染色体領域(すなわち変異遺伝子が存在しない領域)を決定する工程、あるいは(ii)前記第一世代が前記変異体の表現型を示す場合、前記工程(13)で同定された結果から、前記工程(14)で選抜された個体のキメラ染色体のそれぞれにおいて、前記変異型の系統に由来する染色体領域(すなわち変異遺伝子が存在しない領域)を決定する工程と、
(16)前記複数のキメラ染色体において前記工程(15)で決定された各染色体領域の何れにも該当しない染色体領域に、変異遺伝子が存在すると決定する工程。
A method for mapping the mutant gene of Arabidopsis thaliana according to claim 7, further comprising the following steps:
(11) A second generation having a chimeric chromosome that has undergone recombination within the chromosomal region determined in the step (10) is selected from the second generation prepared by the steps (1) and (2). Multiple selection from
(12) A primer pair designed to sandwich the chromosomal region determined in the step (10) from the primer pairs of primer numbers 1 to 366 described in Tables 1 to 32 and the step (10) A step of selecting a plurality of primer pairs designed in the chromosomal region determined in
(13) PCR is performed using each primer pair selected in the step (12), using as a template genomic DNA of one individual of the plurality of second generations selected in the step (11), Whether each site of genomic DNA amplified by the primer pair is a site derived from the mutant strain due to the difference in the size of the PCR product based on the polymorphism between the strains or the pattern of the cleavage fragment of the PCR product Identifying whether each site is derived from the wild-type strain, wherein the PCR and identification are performed on each genomic DNA of the plurality of second-generation individuals selected in the step (11). For each process,
(14) (i) When the first generation exhibits the wild type phenotype, a plurality of individuals exhibiting a mutant phenotype are selected from the plurality of second generations selected in the step (11). Or (ii) when the first generation exhibits the mutant phenotype, a plurality of individuals exhibiting a wild type phenotype are selected from the plurality of second generations selected in the step (11). A process of selecting,
(15) (i) When the first generation exhibits the wild-type phenotype, from the result identified in the step (13), in each of the individual chimeric chromosomes selected in the step (14), A step of determining a chromosomal region derived from the wild-type strain (ie, a region where no mutated gene is present), or (ii) if the first generation shows the phenotype of the variant, From the results obtained, in each of the individual chimeric chromosomes selected in the step (14), a step of determining a chromosomal region derived from the mutant strain (that is, a region where no mutated gene is present);
(16) A step of determining that a mutated gene is present in a chromosomal region that does not correspond to any of the chromosomal regions determined in the step (15) in the plurality of chimeric chromosomes.
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